Phương pháp xử lý chất thải chăn nuôi bằng hầm biogas

Ngày nay, ngành chăn nuôi đã trở thành một ngành mũi nhọn và phát triển mạnh mẽ trong những năm qua. Với tốc độ phát triển như hiện nay, số lượng đầu gia súc, gia cầm lên tới hàng triệu con, trở thành loại thực phẩm cung cấp tối đa cho nhu cầu của con người. Đóng góp to lớn vào sự phát triển kinh tế đất nước, tạo ra nguồn thực phẩm dồi dào, ngành chăn nuôi tạo ra nhiều lợi ích to lớn nhưng cũng gây ra nhiều vấn đề ô nhiễm môi trường. Vì vậy, cần phải tìm ra các biện pháp khắc phục, hạn chế và giảm thiểu mức độ ô nhiễm do hoạt động nuôi trồng gây ra.

Khái niệm “hầm biogas” có lẽ đã quá quen thuộc với nhiều người, tuy nhiên để hiểu hết tính chất cũng như phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi của nó thì ít người hiểu hết về nó.

1. Cơ chế hình thành khí sinh học

Khí sinh học về bản chất là một dòng khí hỗn hợp được sản xuất trong môi trường kín. Tóm lại, đó là khí sinh ra trong quá trình phân hủy chất thải chăn nuôi dưới tác dụng của các vi sinh vật có sẵn. Hỗn hợp khí này bao gồm nitơ, hydro và metan, trong đó metan có tỷ trọng cao nhất. Và nó cũng là một thành phần khí quan trọng giúp hình thành khí đốt được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày của con người. Như đã đề cập ở trên, khí sinh học chỉ được sản xuất trong điều kiện kỵ khí chủ yếu từ các vật liệu hữu cơ, chất thải chăn nuôi như phân, thức ăn thừa được ủ trong một thời gian, đặc biệt là cơ chế phân hủy của vi sinh vật. Qua nhiều công đoạn khác nhau các bể được lắp đặt chung trong hệ thống khí sinh học, chất thải sẽ lên men sau đó phân hủy để biến thành axit béo và khí sinh học. Tùy theo điều kiện và nhiệt độ ủ khác nhau mà tạo điều kiện mới để hình thành khí sinh học. Có nhiều loại biogas khác nhau nhưng biogas có thời gian ủ lâu hơn biogas composite và chống thấm HDPE.

2. Cơ chế hoạt động của hầm biogas composite:

Trước hết, đảm bảo rằng phân không chứa chất tẩy rửa và không chứa nhiều nước vì những chất này sẽ ảnh hưởng đến quá trình lên men bên trong. Lượng phân cho vào ngăn lấy nước phải phù hợp và khi gần đầy thì dừng lại. Sau một thời gian ủ với đủ nguyên liệu sẽ diễn ra quá trình lên men và sinh ra khí sinh học. Lúc đầu áp suất không thay đổi nhiều nhưng sau một thời gian áp suất thay đổi nhiều và khí gas sẽ được đẩy lên ngăn trên của bình. Đồng thời khí còn có khả năng đẩy cặn qua cửa. Khi lượng gas sinh ra nhiều chúng sẽ tạo ra áp suất đẩy gas qua đường ống dẫn gas đến các thiết bị sử dụng gas. Khí gas được sử dụng cho các mục đích như nấu ăn, thắp sáng, tắm rửa và chạy máy phát điện. Khi hết khí, áp suất trong khoang bằng 0 và thiết bị trở về trạng thái ban đầu hoàn toàn kín.
Sự hình thành khí sinh học trải qua các quá trình nhất định, bao gồm:

Con đường 1: Trong bình tích áp tạo ra axit béo để chuyển hóa cellulose và các chất khác. Trong một khoảng thời gian nhất định, rác thải được ủ và phân hủy trong bể này, chuyển hóa thành các dòng khí nhỏ và tổng hợp thành khí sinh học.
Cách 2: Trong một khoảng thời gian nhất định, chất thải được lên men và ủ kích thích các axit béo phân hủy để biến thành khí. Kết quả là khí CO2 và H2 được hình thành. Trong điều kiện thích hợp, CO2 và H2 phản ứng với nhau trong hầm biogas để tạo ra CH4 (nhiên liệu chính của khí sinh học).
Sau hầm biogas, nước thải sẽ chảy vào ao sinh học. Ao sinh học là gì và nó hoạt động như thế nào? Hãy cùng Safuna.com tìm hiểu nhé!

Ao sinh học (Waste Stabilization Ponds) là ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, còn gọi là ao ổn định nước thải. Đây là một trong những hình thức xử lý nước thải sinh học lâu đời nhất. Hồ sinh học trong xử lý nước thải được sử dụng để xử lý nguồn chất thải thứ cấp có cơ chế phân hủy tự nhiên các chất hữu cơ. Các hoạt động diễn ra trong bể chứa sinh học là kết quả của sự cộng sinh phức tạp giữa nấm và tảo, giúp ổn định dòng nước và giảm vi sinh vật gây bệnh. Các quá trình này tương tự như quá trình tự làm sạch của sông hồ tự nhiên.Hồ sinh học có thể là ao đơn lẻ hoặc thường kết hợp một số phương pháp xử lý khác.

3. nguyên lý hoạt động

Vi sinh sử dụng oxy từ tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy từ không khí để oxy hóa các chất hữu cơ, đồng thời tảo trong hồ tiêu thụ CO2, phốt phát và amoni nitrat sinh ra từ quá trình phân hủy, oxy hóa các chất hữu cơ của vi sinh vật. Để bể cá hoạt động tốt cần duy trì độ pH và nhiệt độ tối ưu, nhiệt độ không được thấp hơn 6oC. Theo quá trình sinh hóa, người ta chia hồ sinh học thành một số loại hồ: hồ hiếu khí, hồ kỵ khí và hồ tuỳ tiện.
Ngoài chức năng xử lý nước thải, hồ sinh học còn có thể được sử dụng vào các mục đích sau:
- Nuôi trồng thủy sản.
- Là nơi chứa nước tưới cho cây trồng. - Điều hòa dòng chảy thoát nước mưa trong hệ thống thoát nước đô thị hoặc khu công nghiệp, khu dân cư. - Giúp tạo cảnh quan. Ở nước ta hiện nay, hồ sinh học chiếm một vị trí đặc biệt quan trọng trong các biện pháp xử lý nước thải do có nhiều ưu điểm:
- Không cần đầu tư nhiều vốn. - Vận hành bảo trì đơn giản, không cần người quản lý thường xuyên. - Hầu hết các khu đô thị, khu dân cư có nhiều ao hồ, ruộng trũng đều có thể sử dụng mà không cần cải tạo, xây dựng nhiều. - Có điều kiện kết hợp mục đích xử lý nước thải với nuôi trồng thủy sản và điều hòa nước mưa.