Quy trình xử lý nước thải giết mổ gia súc – gia cầm

Kinh tế thị trường ngày càng phát triển kéo theo đó là hàng loạt dịch vụ về ăn uống, giải trí, thời trang,…phát triển theo. Nhu cầu ăn uống là nhu cầu không thể thiếu của con người, đặc biệt là nhu cầu sử dụng thực phẩm tươi sống từ gia súc, gia cầm là một phần không thể thiếu. Để có thể đáp ứng được nhu cầu cho một thị trường lớn như Việt Nam, thì nhiều cơ sở giết mổ gia súc, gia cầm được thành lập cũng như mở rộng quy mô hoạt động.

Chính vì có nhiều cơ sở giết mổ hoạt động như vậy nên chúng ta cần phải suy nghĩ đến vấn đề nước thải sau quá trình giết mổ sẽ phải xử lý như thế nào. Nếu không được xử lý đúng cách sẽ gây ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến môi trường, gây ô nhiễm và ảnh hưởng đến cuộc sống sinh hoạt của con người.

Trong bài viết ngày hôm nay, Thuận Phú Group xin chia sẻ đến các bạn quy trình xử lý nước thải giết mổ gia súc – gia cầm đạt tiêu chuẩn xả thải, bài viết gồm các phần sau:

• Đặc điểm, thành phần và điều kiện xả thải của nước thải giết mổ gia súc – gia cầm
• Các công nghệ được áp dụng trong xử lý giết mổ gia súc – gia cầm
• Một số tiêu chí đánh giá công nghệ xử lý nước thải giết mổ phù hợp

Bài viết này cung cấp các kiến thức cơ bản giúp cho chủ các cơ sở giết mổ có thể áp dụng vào quy trình xử lý nước thải, đáp ứng được quy định hiện hành của nhà nước.

Đặc điểm, thành phần và điều kiện xả thải

Đặc điểm

Nước thải sinh ra từ hoạt động giết mổ bao gồm nước thải từ hoạt động nuôi nhốt gia súc – gia cầm, nước thải giết mổ, nước thải sơ chế nội tạng, nước thải vệ sinh dụng cụ,…Nhu cầu sử dụng nước và phát sinh nước thải từ hoạt động giết mổ gia súc – gia cầm trung bình giao động từ 8.18 m3/tấn thịt xẻ (đối với giết mổ trâu, bò, tương ứng 1.227 m3/com) và 10.65 m3/tấn thịt xẻ (đối với giết mổ lợn, tương ứng 0.746 m3/con). Số liệu này biến động tùy thuộc vào quy mô và loại hình giết mổ.

Theo hiệp hội chăn nuôi và giết mổ gia súc – gia cầm Úc (MLA), lưu lượng nước tiêu thụ thực tế cho giết mổ phục vụ xuất khẩu đối với gia súc nhỏ từ 3 – 5 m3/tấn thịt xẻ và cho giết mổ gia súc lớn từ 10 – 11 m3/tấn thịt xẻ.

Bảng 1: Tỷ lệ nước tiêu thụ trong cơ sở giết mổ

Bảng 2: Tỷ lệ sử dụng nước theo công đoạn giết mổ

Thành phần và các chỉ tiêu ô nhiễm

Chất thải lỏng trong giết mổ bên cạnh các chất ô nhiễm hữu cơ còn chứa vi sinh vật và có thể chứa kim loại nặng, hóa chất tùy thuộc và quy mô và loại hình giết mổ.

Bảng 3: Một số thành phần trong nước thải từ hoạt động giết mổ

Điều kiện xả thải

Nước thải đầu ra sau xử lý phải đạt QCVN 01-150/2017/BNNPTNT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về yêu cầu vệ sinh thú y đối với cơ sở giết mổ động vật tập trung.

Công nghệ xử lý nước thải giết mổ gia súc – gia cầm

Trên thế giới và ở Việt Nam, công nghệ thường được ứng dụng là xử lý sinh học: hiếu khí, kỵ khí (biogas), hồ sinh học, bãi lọc ngầm, công nghệ đất ngập nước, vi sinh vật. Ngoài ra, các công nghệ hóa học, vật lý cũng được sử dụng như kết tủa trong môi trường kiềm loại bỏ đồng thời amonium (NH4+) và phosphate (PO43-), xử lý P trong nước thải bằng phương pháp MAP (Magiesium Amonium Phosphate). Các công nghệ khác như lọc sinh học nhỏ giọt, phương pháp sinh học kết hợp với lọc màng cũng đã được nghiên cứu ứng dụng.

Xử lý bằng công nghệ phân hủy kỵ khí

Quá trình phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ bởi vi sinh vật là quá trình sinh hoá phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian, kết quả của quá trình này chủ yếu là khí sinh học (biogas). Biogas là một hỗn hợp khí bao gồm khí CH4, CO2, NH3 và một lượng nhỏ H2S. Khí biogas có thể được sử dụng cho mục đích làm nhiên liệu đun nấu, sưởi ấm,… Hầm biogas là nơi gom nước thải (sử dụng máy bơm chìm HCP) từ khu vực giết mổ, đây là hệ thống mà hầu hết các cơ sở giết mổ gia súc đã sử dụng. Tuy nhiên cũng có nhiều cơ sở giết mổ gia súc lầm tưởng rằng hầm biogas, hầm lắng lọc có khả năng xử lý được nước thải giết mổ nhưng thực sự chức năng của hầm biogas là xử lý chất hữu cơ và các loại cặn lớn, còn nước thải thì không thể xử lý được đó là lý do vì sao cần tiếp tục xử lý nước thải sau khi qua hầm biogas.

Đây là phương pháp xử lý kỵ khí khá đơn giản, được áp dụng phổ biến. Ưu  điểm của phương pháp xử lý này là bên cạnh xử lý chất thải còn có thể sản xuất được nguồn năng lượng khí sinh học để thay thế được một phần các nguồn năng lượng khác. Trong hầm biogas các chất hữu cơ được phân hủy một phần, do đó sau biogas nước thải có hàm lượng chất hữu cơ thấp và ít mùi hơn.

Xử lý bằng bể tự hoại

Bể tự hoại là một phần chính của hệ thống tự hoại. Hệ thống tự hoại là hệ thống  xử lý nư ớc thải qui mô nhỏ, thường được áp dụng đối với những vùng cách xa hệ thống xử lý nư ớc thải của nhà nước hoặc các công ty chuyên xử lý nư ớc thải. Thuật  ngữ “tự hoại” liên quan đến quá trình phân hủy do các vi khuẩn kỵ khí gây ra. Chúng phân hủy và khoáng hóa các chất thải hữu cơ được đưa tới bể tự hoại. Hiện nay có nhiều kiểu thiết kế bể tự hoại, có thể đi kèm với bộ phận xử lý nư ớc thải tại chỗ như màng lọc sinh học hay hệ thống hiếu khí.

Một bể tự hoại đơn giản (Hình 2) bao gồm một hoặc nhiều khoang chứa được  làm bằng bê tông hoặc nhựa với dung tích từ 4000 L đến 7500 L. Cuối mối khoang có một đầu ống dẫn nước thải nhỏ rồi sau đó nối với ống dẫn vào một hầm rút. Chúng được nối với nhau bằng đầu nối chữ T để đảm bảo chất lỏng đi vào và ra dễ dàng không bị bám dính trên bề mặt. Ngày nay người ta thiết kế mỗi khoang chứa sử dụng kết hợp hai ngăn mỗi ngăn có một lỗ thoát và được ngăn giữa bởi vách ngăn nằm giữa đáy và nắp khoang chứa. Khi chất lỏng chảy vào ngăn thứ nhất tại đây chất rắn tự lắng xuống và xuất hiện lớp váng bọt nổi lên. Chất rắn bị lắng xuống sẽ bị phân hủy kị khí. Sau khi ngăn thứ nhất đầy thì chất lỏng sẽ chảy sang ngăn thứ hai, quá trình lắng đọng tiếp tục diễn ra và lượng nước tràn ra sau khi đầy ngăn thứ hai sẽ được dẫn vào các ngăn kế tiếp hoặc chảy vào hệ thống xử lý.

Bể tự hoại cải tiến với vách ngăn mỏng dòng hướng lên – BAST (Hình 3) là loại bể tự hoại cải tiến nhằm tăng cường khả năng tiếp xúc giữa chất hữu cơ và quần thể vi sinh vật trong bể, tăng hiệu suất sử dụng thể tích bể và nhờ đó, nâng cao hiệu suất xử lý. Bể BAST thường được dùng để xử lý chất thải lòng trong sinh hoạt, hoạt động sản xuất kinh doanh của các làng nghề, xưởng sản xuất, khách sạn, nhà hàng…

BAST là bể có từ 4-6 ngăn phân hủy kỵ khí. Giữa các ngăn là vách ngăn có hệ thống ống PVC hướng dòng chảy (vách ngăn hướng dòng) giúp tách nư ớc và lưu chất thải rắn để phân hủy trong thời gian đảm bảo. Chất thải vào ngăn thứ nhất được lắng và phân hủy kỵ khí. Nhờ vách ngăn hướng dòng, ở các ngăn tiếp theo, nước thải chuyển động từ dưới lên trên, tiếp xúc với các vi sinh vật kỵ khí trong lớp bùn hình thành ở đáy bể nên chất hữu cơ được phân hủy. Vách ngăn cho phép tăng hệ số sử dụng thể tích bể, tránh các vùng nước chết. Nhờ chia ngăn, BAST trở thành một dãy bể phản ứng kỵ khí nối tiếp và tách riêng 2 pha (lên men axit và lên men kiềm) nên quần thể vi sinh vật trong từng ngăn sẽ khác nhau và có điều kiện phát triển thuận lợi. Ở những ngăn đầu, các vi khuẩn tạo axit sẽ chiếm ưu thế; ở những ngăn sau, các vi  khuẩn tạo CH4 là chủ yếu.

Bể tự hoại có vách ngăn mỏng dòng hư ớng lên và ngăn lọc kỵ khí (STAF)  (Hình 4) là một loại bể tự hoại cải tiến có bổ sung vật liệu lọc ở ngăn cuối cùng trước khi thải ra ngoài. Việc dùng than xỉ hay các quả cầu chế tạo từ nhựa tái chế làm vách ngăn cho phép nâng hiệu suất xử lý chất hữu cơ và cặn lơ lửng thêm 10 – 20% . Ngăn lọc kỵ khí có vai trò quan trọng trong việc tránh rửa trôi các chất rắn ra khỏi bể. Ngăn lọc kiểu này còn cho phép tách cặn lắng, tránh tắc trong các công trình xử lý nước thải.

Bể tự hoại cải tiến được hút bùn định kỳ nhưng với chu kỳ lâu hơn bể tự hoại thông thường do hiệu suất phân huỷ bùn cao hơn, hạn chế tình trạng ô nhiễm môi trường.

Từ bể BAST, bổ sung thêm ngăn lọc kỵ khí thành bể tự hoại có vách ngăn mỏng và ngăn lọc kỵ khí dòng chảy hướng lên (BASTAF) (Hình 5). Bể BASTAF thay thế cho bể tự hoại truyền thống, chí phí xây dựng lắp đặt thấp, hiệu quả xử lý cao và ổn định. Các kết quả quan trắc thu được từ các bể BASTAF trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường, cho các loại nước thải khác nhau, cho thấy hiệu suất xử lý trung bình COD, BOD5 và TSS tương ứng là 75 – 90%, 70 – 85% và 75 – 95%.

Với một số ưu điểm về khả năng xử lý và vận hành, Dự án Cạnh tranh ngành chăn nuôi và an toàn thực phẩm (LIFSAP) đã hỗ trợ một số cơ sở giết mổ xây dựng bể BASTAF để xử lý nước thải tại một số tỉnh như Thái Bình, Nghệ An,…

Xử lý bằng hồ sinh học

Hồ sinh học là hồ chứa không lớn lắm, được sử dụng kết hợp xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. Thực chất của quá trình xử lý nước thải bằng hồ sinh học là sử dụng khu hệ vi sinh vật (vi khuẩn,tảo… ) tự nhiên có trong nước mặt để làm sạch nước. So với những công trình sinh học trong xử lý nước thải  trong điều kiện tự nhiên thì hồ sinh học được áp dụng khá rộng rãi hơn cả vì ngoài chức năng xử lý nước thải, chúng còn mang lại những lợi ích khác như: Nuôi trồng thuỷ sản, dự trữ nguồn nước để tưới tiêu cho cây trồng (sử dụng máy bơm tưới cây) và điều hoà vi khí hậu trong vùng. Xử lý nước thải giết mổ gia súc bằng hồ sinh không đòi hỏi nhiều vốn đầu tư do bảo trì vận hành đơn giản nên có thể áp dụng cho các cơ sở giết mổ có diện tích mặt bằng lớn. Có thể kết hợp xử lý nước thải với nuôi trồng thuỷ sản và điều hoà lưu lượng nước mưa. Theo nguyên tắc họat động của hồ có thể phân biệt ba loại hồ sau: Hồ hiếu khí, hồ kỵ khí và hồ tuỳ tiện (hồ yếm – hiếu khí).

Hồ hiếu khí

Hồ hiếu khí là loại ao hồ mà ánh sáng mặt trời có thể xuyên qua nước xuống tận đáy. Ở loại ao hồ này quá trình quang hợp của tảo được thực hiện trong toàn bộ tầng nước nên sự khuếch tán oxy qua bề mặt và quang hợp là những yếu tố chính cung cấp oxy cho nước. Tuỳ theo phương thức cấp khí mà người ta chia chúng thành hai loại:

Hồ làm thoáng tự nhiên: Oxy cung cấp cho quá trình oxy hoá chủ yếu do sự khuyếch tán không khí qua mặt nước và quá trình quang hợp của các thuỷ thực vật như rong, tảo. Để đảm bảo cho quá trình oxy hoá, thì chiều sâu của hồ từ 0,6 -1 m, tải trọng BOD5 khoảng 250-300 kg/ha/ngày, thời gian lưu của nước trong hồ khoảng 3-12 ngày.

Hồ làm thoáng nhân tạo: Nguồn ôxy cung cấp cho quá trình sinh hoá chủ yếu bằng các thiết bị bơm khí (sử dụng máy thổi khí Dargang) hoặc máy khuấy cơ học (máy khuấy chìm Evergush). Vì được cấp khí nhân tạo nên chiều sâu của hồ có thể từ 2-2,5m. Tải trọng BOD5 khoảng 400 kg/ha.ngày. Thời gian nước lưu trong hồ từ 1-3 ngày.

Diện tích hồ cần thiết để đảm bảo thời gian và hiệu quả ôxy hoá hữu hiệu được tính theo công thức sau:

F = (Q * t) / H

Trong đó:

• Q: Lưu lượng nước thải cần xử lý (m3/ngày đêm)
• t: Thời gian lưu của nước (ngày), phụ thuộc vào BOD của dòng vào và năng lực oxy hoá của hồ. Thời gian lưu của nước thải biến động từ 3 → 12 ngày.
• H: Độ sâu của lớp nước trong hồ (mét)

Hồ tuỳ tiện

Hồ tuỳ tiện còn được gọi là hồ hiếu khí – kỵ khí. Phần lớn các ao, hồ ở Việt Nam là  những hồ hiếu-kỵ khí. Hồ tuỳ tiện thường có độ sâu trung bình từ 1,5 đến 2m, dưới tác dụng của khu hệ sinh vật rất đa dạng trong nước bao gồm: Các vi khuẩn kỵ khí , hiếu khí, thuỷ nấm, tảo và nguyên sinh vật.

Trong hồ thường xảy ra 4 quá tŕnh sau:

• Quá tŕnh phân giải kỵ khí xảy ra ở lớp bùn đáy và lớp nước sâu. Cặn lắng, các chất hữu cơ khó hoặc chậm phân huỷ được chuyển hoá kỵ khí, tạo ra các sản phẩm trung gian (rượu, axit, CO2, HS…). Ở vùng kỵ khí còn xảy ra quá trình khử nitrate nhờ một số vi khuẩn tự dưỡng hoá năng.
• Quá trình oxy hoá hiếu khí xảy ra ở lớp nước mặt. Dưới tác dụng của vi khuẩn hiếu khí và hô hấp tuỳ tiện các sản phẩm phân giải kỵ khí như các axit hữu cơ, rượu…sẽ được oxy hoá hoàn toàn. Quá trình quang hợp xảy ra trên lớp nước mặt nhờ tảo và một số thực vật hạ đẳng: CO2 sinh ra do phân giải kỵ khí và oxy hoá hiếu khí được tảo và một số thực vật hạ đẳng khử bằng quá trình tự dưỡng quang năng. Quá trình này còn t ạo ra một lượng đáng kể O2 cung cấp cho quá trình oxy hoá hiếu khí trên lớp nước mặt, nhất là vào những ngày lượng bức xạ mặt trời cao. Tuy nhiên để đảm bảo cân bằng sinh thái trong hồ tuỳ tiện thì hàm lượng tảo không được vượt quá 100 mg/L.
• Quá trình tiêu thụ sinh khối: Khi hàm lượng N và P trong nước thải cần xử lý cao, tảo sẽ phát triển mạnh gây bùng nổ tảo. Nếu không được tiêu thụ, sinh khối tảo sẽ tích luỹ, tự huỷ gây ô nhiễm thứ cấp. Tái lập lại cân bằng sinh thái ở những hồ có hiện tượng bùng nổ tảo sẽ rất khó khăn.
• Một số yêu cầu khi lựa chọn hồ hiếu tùy tiện: Tỷ lệ chiều dài, chiều rộng hồ thường lấy bằng 1:1 hoặc 2:1; ở những vùng có ít gió nên làm hồ có nhiều ngăn,vùng có nhiều gió nên làm hồ có diện tích rộng. Hiệu quả xử lý và thời gian nước lưu trong hồ được xác định theo công thức sau:

E = St / Sa = 1 / (1 + kt * t)

Trong đó:

• E: Hiệu suất xử lý của công trình (%)
• Sa: BOD5 của nước thải xả vào hồ (mg/L)
• St: BOD5 của nước sau được xử lý (mg/L)
• t: Thời gian nước lưu trong hồ (ngày)
• t = (Sa – St) / (kt * St)
• kt : Hệ số phụ thuộc kiểu hồ, nhiệt độ, tính chất của nước thải

Bãi lọc ngầm, bãi lọc trồng cây

Bãi lọc là một khu đất tương đối rộng được chia làm nhiều ô trống để xử lý  nước thải có hàm lượng chất ô nhiễm không quá cao (BOD5 < 300 mg/l), hàm lượng cặn lơ lửng có thể lớn. Nước thải từ các bể lắng được dẫn vào các ô trống, và thấm qua lớp đất mặt nhờ quá trình lọc cơ học, cặn sẽ được giữ lại. Khu hệ sinh vật ở lớp đất mặt chủ yếu là các vi khuẩn hô hấp hiếu và hô hấp tuỳ tiện cùng với xạ khuẩn có trong đất sẽ oxy hoá các chất ô nhiễm nhờ lượng Oxy hoá có trong mao quản đất. Ở lớp đất sâu, lượng oxy trong đất giảm dần, tốc độ oxy hoá cũng gi ảm rõ rệt, đến một độ sâu nhất định điều kiện kỵ khí tồn tại sẽ diễn ra quá trình khử nitrat. Trên bề mặt bãi lọc có thể trồng một số loại cây thủy trúc, cỏ vetiver… các loại cây này có tác dụng lấy các chất ô nhiễm từ nước thải để sinh trưởng và phát triển giúp hiệu quả xử lý của bãi lọc tăng lên. Mặt khác một số loại cây có thể làm tăng thêm vẻ đẹp cảnh quan khu vực xử lý nước thải. Đây là mô hình tương đ ối phù hợp đối với cơ sở giết mổ gia súc với công nghệ đơn giản đòi hỏi chi phí đầu tư thấp.

Tuỳ theo tính chất thổ nhưỡng mà quá trình xử lý nước thải ở lớp đất mặt có thể đạt tới độ sâu khác nhau, thông thường từ 0,3 → 1,5m. Khi thiết kế cánh đồng lọc cần chú ý:

• Có thể sử dụng các loại vật liệu như xỉ than, xỉ lò cốc, … có nhiều mao quản làm vật liệu lọc.
• Địa điểm xây dựng bãi lọc phải có độ dốc tự nhiên 0,02, phải cách xa khu dân cư và ở cuối hướng gió. Tuỳ theo công suất của bãi lọc mà khoảng cách an toàn với khu dân cư từ 200 → 1000 m.
• Nên xây dựng ở nơi cách xa với khu vực có nước ngầm, nhằm tránh ô nhiễm nguồn nước ngầm.

Diện tích hữu dụng của bãi lọc được xác định theo công thức sau:

F_hd = Q / q₀, ha

Trong đó:

• Q: Lưu lượng nước thải trung bình (m3/ngày đêm)
• q₀: Năng lực lọc (m3/ha.ngày)

Năng lực lọc phụ thuộc vào tính chất thổ nhưỡng và lượng mưa. Với lượng mưa trung bình: 300 – 500 mm/năm, năng lực lọc của:

• Đất cát 45 – 90 m3/ha.ngày
• Pha cát 40 – 80 m3/ha.ngày

Giữa các ô lọc được bố trí 5 ÷ 10 % diện tích mương tưới tiêu. Đường đi lại giữa các ô lọc chiếm khoảng 5 ÷ 10 % diện tích. Tổng diện tích của bãi lọc sẽ là:

F = F_L + k + F_L

Với k: là hệ số diện tích phụ (k thường có giá trị từ 0.15 – 0.25)

Công nghệ đất ngập nước

Nguyên lý của xử lý bằng đất ngập nước là sử dụng khu hệ vi sinh vật trong đất,  trong nước và một số thực vật hạ đẳng như: Thủy trúc (Papyras), cây bông nước (Hyaznitheu), bèo lục bình (Eichohomia), bèo cái (Pistia), bèo tấm (Lemna) và cây anh thảo xuân (Primoose).

Công nghệ đất ngập nước là công nghệ xử lý nước thải áp dụng các điều kiện tự nhiên, thân thiện môi trường. Công nghệ đất ngập nước đạt được những kết quả tốt trong việc xử lý COD, BOD₅, TSS, hiệu suất đạt được khá cao (trên 90%). Tuy nhiên, các thành phần dinh dưỡng như N, P hệ thống vẫn chưa xử lý được triệt để và cần phải có thời gian lưu nước dài. Ngoài ra, công nghệ này còn có nhược điểm là đòi hỏi nhiều diện tích đất, mà điều này chắc chắn là không mong muốn đối với các chủ cơ sở giết mổ, thậm chí là bất khả thi trong tình hình áp lực về đất đai hiện nay.

Loại bỏ amoni và phốt phát nhờ kết tủa struvite

Kết tủa struvite với nồng độ MgSO₄ 1000 – 1500 mg/L,  trong môi trường kiềm có thể loại bỏ đồng thời cả NH4+ và PO43-. Hiệu suất loại bỏ PO43- cao nhất đạt được tại giá trị pH khoảng 9, trong khi đó, hiệu suất loại bỏ NH4+ cao nhất đạt được tại giá trị pH khoảng 11. Ưu điểm của phương pháp này là có thể tạo ra sản phẩm phân bón. Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp là lượng MgSO₄ sử dụng quá lớn, làm tăng chi phí xử lý.

Xử lý P bằng phương pháp keo tụ

Xử lý PO43- trong nước thải giết mổ gia súc bằng phương pháp keo tụ đã được sử dụng phổ biến, dựa trên nguyên tắc kết tủa PO43- (đơn và một phần loại trùng ngưng) với các ion nhôm, sắt, canxi tạo ra các muối tương ứng có độ tan thấp và chúng được tách dưới dạng chất rắn:

10Ca²⁺ + 6PO₄^3- + 2OH^– ->  Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂

Al³⁺ + H_nPO₄^3-n ->  AlPO₄ + nH⁺

Fe³⁺ + H_nPO₄^3-n -> FePO₄ + nH⁺

Các hóa chất keo tụ phổ biến là muối nhôm Al₂(SO4)₃, vôi Ca(OH)₂, muối sắt FeSO₄, FeCl₂ và ZnCl₄. Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp này đó là làm tăng chi phí do phải xử lý lượng bùn kết tủa và chi phí hóa chất sử dụng.

Bể aerotank

Bể aerotank là loại bể xử lý sinh học hiếu khí, thường là công trình bê tông cốt  thép hình chữ nhật hoặc hình tròn. Nư ớc thải chảy qua suốt chiều dài bể và được sục khí, khuấy đảo nhằm tăng cường lượng oxy hòa tan (DO) và tăng cư ờng quá trình oxy hóa chất hữu cơ gây ô nhiễm có trong nước. Bể aerotank thường có chiều cao từ 2,5m trở lên nhằm mục đích khi sục khí vào thì lư ợng không khí kịp hòa tan trong nư ớc.

Bể được thiết kế sao cho:

• Giữ được lượng bùn lớn
• Tạo điều kiện cho vi sinh vật hiếu khí sinh trưởng và phát triển, hoạt động tốt
• Luôn đảm bảo cung cấp đủ oxy cho vi sinh vật hoạt động

Ưu điểm của bể aerotank là xử lý khá tốt các chất hữu cơ (giảm BOD, COD), các chất rắn lơ lửng, loại bỏ NH4+ và PO43-. Nhược điểm của bể là có chi phí đầu tư và vận hành khá cao (năng lượng cung cấp cho việc sục khí), nhân viên vận hành phải được tập huấn cẩn thận, hệ thống phải được giám sát thường xuyên.

Công nghệ sinh học kết hợp lọc màng (MBR)

Công nghệ MBR là công nghệ xử lý vi sinh nước thải bằng phương pháp lọc màng. MBR là viết tắt cụm từ Membrance Bio Reator (Bể lọc sinh học bằng màng). Công nghệ MBR là sự kết hợp của cả phương pháp sinh học và lý học. Mỗi đơn vị MBR được cấu tạo gồm nhiều sợi rỗng liên kết với nhau, mỗi sợi rỗng lại cấu tạo giống như một màng lọc với các lỗ lọc rất nhỏ mà một số vi sinh không có khả năng xuyên qua. Các đơn vị MBR này sẽ liên kết với nhau thành những module lớn hơn và đặt vào các bể xử lý.

Cơ chế hoạt động của vi sinh vật trong công nghệ MBR cũng tương t ự như bể bùn hoạt tính hiếu khí nhưng thay vì tách bùn sinh học bằng công nghệ lắng thì công nghệ MBR lại tách bằng màng. Tuy nhiên, công nghệ MBR cần kinh phí đầu tư lớn, màng lọc phải nhập ngoại, dễ tắc màng do người vận hành không có kinh nghiệm và nước thải có độ cứng cao, không sử dụng máy bơm chìm nước thải phù hợp.

Phương pháp lọc sinh học nhỏ giọt

Nước thải từ hệ thống bể xử lý đưa về bể thu gom kết hợp bể phân hủy thiếu  khí có ngăn lắng, thời gian lưu nước tại ngăn thiếu khí khoảng 4 giờ. Nước sau bể này được bơm lên bể lọc sinh học nhỏ giọt bằng máy bơm chìm Evergush. Nước sau lọc sinh học nhỏ giọt được tuần hoàn khoảng 20-30% lưu lượng về bể lắng. Nước thải còn lại sau lọc sinh học nhỏ giọt tự chảy sang ao sinh học dạng tùy tiện và được xử lý bởi các quá trình thủy sinh học tự nhiên.

Công nghệ vi sinh

Nguyên lý chính của phương pháp này là sử dụng các chất khoáng và chất hữu cơ có sẵn trong nước thải tạo môi trường sống cho các vi sinh vật có thể biến đổi các hợp chất khó phân giải thành các chất đơn giản hơn. Trong quá trình này vi sinh vật sẽ tiếp thu các chất làm vật liệu để xây dựng tế bào, từ đó phát triển và sinh sản làm cho sinh khối tăng lên. Thiết bị sử dụng chỉ là các bể chứa nước, trong các bể có mặt thêm các nấm và vi khuẩn có thể để phân giải các chất hữu cơ. Nước thải cần xử lý cũng có thể chứa các chất hữu cơ khó phân hủy.

Các vi sinh vật sử dụng oxy để oxy hoá các hợp chất  hữu cơ và các hợp chất vô cơ có thể chuyển hoá sinh học trong nước thải, đồng thời chúng sử dụng một phần hữu cơ để sinh năng lượng và tổng hợp tế bào. Do đó các chất ô nhiễm được oxy hoá hoàn toàn.

CHONS + Vi sinh + O₂ -> CO₂ + H₂O + NH₄⁺ + Tế bào mới

Trong điều kiện có oxy hòa tan và hoạt động của vi sinh vật, NH₄⁺ sẽ bị oxy hóa thành nitrit, nitrat. Tiếp theo, quá trình khử nitrit và nitrat về dạng khí N₂ được thực hiện do chủng vi sinh vật dị dưỡng trong điều kiện không có oxy. Trong nước thải giết mổ gia súc, thành phần đáng quan tâm trong quá trình xử  lý là hợp chất N và hợp chất hữu cơ. Đối tượng chính để xử lý sẽ là hợp chất N, vì khi xử  lý được N thì đồng thời chất hữu cơ cũng được xử lý. Trong nước thải hợp chất N có thể tồn tại ở các dạng: trong phân tử chất hữu cơ (protein, axit amin), dạng amoni/amoniac  (tỷ lệ giữa amoni/amoniac NH₄⁺/NH₃ phụ thuộc vào pH và nhiệt độ của môi trường), nitrit, nitrat. Ngoài các dạng chính kể trên, N có thể tồn tại một số dạng khác như NO, N₂O, N2 (tan) và trong  một số chất rắn khác như trong cấu tạo tế bào của vi sinh vật, tảo, nhưng với nồng độ thấp. Xử lý hợp chất N bằng phương pháp vi sinh bao gồm hai giai đoạn: oxy hóa NH4+ thành nitrite, nitrate (quá trình nitrate hóa  –  nitrification); và khử  nitrit, nitrat về dạng khí N₂ (quá trình khử nitrat hóa – denitrification), tương ứng với hai quá trình hiếu khí và thiếu khí.