Xử lý ô nhiễm môi trường và tạo khí sinh học làm nhiên liệu phục vụ sản xuất từ chất thải chăn nuôi lợn

Theo số liệu thống kê năm 2007, khu vực miền Trung - Tây Nguyên có 3.827 trang trại chăn nuôi gia súc và gia cầm với trên 983.400 con trâu, 3.205.700 con bò, 7.524.000 con lợn và trên 72 triệu gia cầm. 1. Đặt vấn đề Chỉ tính riêng cho loại chất thải rắn của gia súc một năm thải vào môi trường 50 triệu m3. Trong các trang trại chăn nuôi lợn quy mô công nghiệp, vấn đề ô nhiễm môi trường do chất thải rắn, nước thải đã và đang gây ô nhiễm môi trường rất cần được...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xử lý ô nhiễm môi trường và tạo khí sinh học làm nhiên liệu phục vụ sản xuất từ chất thải chăn nuôi lợn Xử lý ô nhiễm môi trường và tạo khí sinh học làm nhiên liệu phục vụ sản xuất từ chất thải chăn nuôi lợn Theo số liệu thống kê năm 2007, khu vực miền Trung - Tây Nguyên có 3.827 trang trại chăn nuôi gia súc và gia cầm với trên 983.400 con trâu, 3.205.700 con bò, 7.524.000 con lợn và trên 72 triệu gia cầm. 1. Đặt vấn đề Chỉ tính riêng cho loại chất thải rắn của gia súc một năm thải vào môi trường 50 triệu m3. Trong các trang trại chăn nuôi lợn quy mô công nghiệp, vấn đề ô nhiễm môi trường do chất thải rắn, nước thải đã và đang gây ô nhiễm môi trường rất cần được quan tâm. Trước thực trạng đó, các nhà khoa học đã đề xuất và áp dụng nhiều biện pháp xử lý chất thải gây ô nhiễm môi trường. Một trong những biện pháp là xây lắp bể khí sinh học (Biogas) để xử lý chất thải chăn nuôi. Hiện nay, số lượng bể Biogas ở Việt Nam đạt 140.000 bể tại 53 tỉnh thuộc các vùng khác nhau trong cả nước. Vấn đề lắp đặt bể Biogas xử lý ô nhiễm nước thải chăn nuôi không phải là mới. Tuy nhiên, theo nghiên cứu qua một số tài liệu trong nước, hầu hết các loại bể Biogas được xây dựng với quy mô nhỏ phục vụ cho các hộ gia đình nông thôn, kết cấu hầm bằng vật liệu gạch, xi măng hay các dạng túi nilon. Vì vậy, chúng tôi đã tiến hành lắp đặt hệ thống xử lý nước thải với công suất 120 -150m3/ngày đềm vừa xử lý ô nhiễm môi trường và tái tạo năng lượng khí sinh học phục vụ sản xuất. 2. Lắp đặt hệ thống xử lý ô nhiễm môi trường và tạo khí sinh học làm nhiên liệu phục vụ sản xuất từ chất thải chăn nuôi. • Chất thải chăn nuôi lợn Thực tế, Xí nghiệp chăn nuôi lợn thuộc Công ty cao su Lệ Ninh (Quảng Bình) với đàn lợn thay đổi từ 4.500 - 6.000 con. Kết quả khảo sát tại Xí nghiệp cho thấy, lượng chất thải rất lớn cụ thể là: Lượng nước sử dụng vào mục đích là rửa chuồng trại, tắm mát cho lợn vào mùa hè tối đa 150m3/ngày và mùa đông là 80m3/ngày. Trong quá trình vệ sinh chuồng, nước thải và chất thải rắn hòa chung với nhau và được dẫn theo mương đổ vào hồ chứa của Xí nghiệp chăn nuôi. Trong quá trình nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi lợn, chúng tôi tiến hành lấy mẫu và phân tích chất thải qua các thời gian từ 17/7 - 28/8 với kết quả như sau: Phân lợn và hỗn hợp chất thải của nó rất thích hợp cho lên men kỵ khí. Mặt khác, vi sinh vật ky khí thường sử dụng nguồn hữu cơ cacbon nhanh hơn sử dụng nitơ khoảng 30 lần (tỷ lệ C/N là 30/1). Chất thải chăn nuôi phân lợn có tỷ lệ C/N nằm trong giới hạn này nên được xem là nguyên liệu chủ yếu trong sản xuất CH4. Chất thải từ Xí nghiệp chăn nuôi lợn tỷ lệ C/N khoảng 20/1 có thể áp dụng phương pháp sinh học để xử lý nước thải. Thông qua kết quả nghiên cứu và tham khảo tài liệu của các nhà khoa học trong, ngoài nước, chúng tôi đề xuất quy trình công nghệ xử lý chất thải chăn nuôi (Sơ đồ 1). • Xác định các thông số làm cơ sở thiết kế bể Biogas Bể Biogas hoạt động có hiệu quả phụ thuộc nhiều yếu tố như độ pH, nhiệt độ, tỷ lệ C/N, lượng chất thải hàng ngày và một số yếu tố khác. ứng dụng phương pháp lên men ky khí xử lý chất thải chăn nuôi đòi hỏi đáy bể Biogas đạt độ sâu nhất định (4 - 7m), đồng thời đặt trên mực nước ngầm. Thực tế cho thấy, chất thải chăn nuôi lợn là hỗn hợp bao gồm phân tươi, nước tắm và rửa chuồng lợn. Theo số liệu cung cấp của Xí nghiệp, lượng chất thải phụ thuộc theo mùa (bảng 1) do đó khối lượng chất thải vào bể Biogas bình quân 120m3/ngày. Theo kết quả khảo sát và thăm dò ý kiến nhân dân trong khu vực, mực nước ngầm tại vị trí dự kiến xây dựng hầm Biogas ở độ sâu âm 2,5m so với mặt đất hiện tại. Mặt nền đá gốc chứa tầng nước ngầm là đá vôi với độ sâu âm 2 - 3m so với mặt đất tự nhiên. Đồng thòi, tại vị trí dự kiến xây dựng thấp hơn mặt bằng chung của Xí nghiệp chăn nuôi không thể di chuyển đến bất cứ vị trí nào trong khuôn viên của Xí nghiệp. Các điều kiện nêu ở trên rất khó khăn cho công tác triển khai xây lắp bể Biogas dung tích lớn. Để tiến hành thử nghiệm xây dựng bể Biogas đạt hiệu quả cao cần xử lý một số yếu tố tác động sau: Ngăn cách đáy hầm với nước ngầm trong khu vực; Ngăn nước chảy tràn vào hầm khi mùa mưa đến; Tăng nhiệt độ trong hầm để tăng khả năng sinh khí quá trình phân hủy chất thải. Trong nghiên cứu của mình, chúng tôi tập trung nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp sinh học lên men yếm khí kết hợp với hiếu khí. Quá trình xử lý yếm khí được thực hiện trong các hầm sinh khí Biogas. Khí Biogas sinh ra trong quá trình lên men, được thu hồi và tái sử dụng làm năng lượng thay dầu DO đốt lò hơi phục vụ sản xuất cho Nhà máy chế biến thức ăn gia súc thuộc Công ty cao su Lệ Ninh. • Một số vấn đề cần chú ý khi lắp đặt và vận hành bể Biogas dung tích lớn Theo kết quả tính toán với lượng chất thải 120-150m3/ngày với thòi gian sinh khí 30 ngày thì dung tích bể chứa đạt 4.500m3. Vật liệu xây dựng bể Biogas sử dụng loại màng chống tia bức xạ mặt trời HDPE thay thế các loại vật liệu truyề ...