intTypePromotion=1

Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp hóa lý kết hợp sinh học

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:82

0
91
lượt xem
50
download

Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp hóa lý kết hợp sinh học

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là phân tích, đánh giá các đặc tính ô nhiễm của nước thải chăn nuôi lợn lấy tại địa chỉ xóm Múi – Xã Bích Hòa – huyện Thanh Oai – thành phố Hà Nội. Trên cơ sở đó, khảo sát một số các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý chất ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi lợn bằng các phương pháp hóa lý, sinh học và đề xuất sơ đồ dây chuyền công nghệ đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp (QCVN 40:2013/BTNMT, cột B).

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp hóa lý kết hợp sinh học

  1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ­­­­­­­­­­­­­­­­ NGUYỄN QUANG NAM NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP  HÓA LÝ KẾT HỢP SINH HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
  2. Hà Nội ­ 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ­­­­­­­­­­­­­­­­ NGUYỄN QUANG NAM NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP  HÓA LÝ KẾT HỢP SINH HỌC Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 60440301  LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Cán bộ hướng dẫn:  PGS.TS. Trần Văn Quy
  3.                                  TS. Trần Hùng Thuận Hà Nội – 2015
  4. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số  liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa   có ai công bố  trong một công trình nào khác. Luận văn này là một phần  nghiên cứu trong đề  tài cấp bộ: “Nghiên cứu chế  tạo modul màng lọc   polyme hợp khối phục vụ xử lý nước thải chăn nuôi”  do TS. Trần Hùng  Thuận làm chủ nhiệm đề tài. Học viên Nguyễn Quang Nam
  5. LỜI CẢM ƠN Với lòng biết  ơn sâu sắc, tôi xin gửi lời cảm  ơn chân thành đến PGS .TS.  Trần Văn Quy ­ Giảng viên khoa Môi trường ­ Đại học Khoa học Tự nhiên, TS.   Trần Hùng Thuận ­ Giám đốc Trung tâm Công nghệ  Vật liệu ­ Viện  Ứng dụng   Công nghệ, đã nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này.  Tôi xin cảm  ơn đề  tài cấp Bộ  KHCN : “Nghiên cứu chế  tạo modul màng   lọc polyme hợp khối phục vụ xử lý nước thải chăn nuôi ” do TS. Trần Hùng   Thuận làm chủ  nhiệm đề  tài đã hỗ  trợ  kinh phí và tạo điều kiện cho tôi thực   hiện luận văn này. Cảm  ơn TS. Chu Xuân Quang cán bộ  Viện  Ứng dụng Công   nghệ, NCS. Nguyễn Sáng đã hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện   luận văn, cùng toàn thể cán bộ phòng Vật liệu Vô cơ ­ Trung tâm Công nghệ Vật   liệu ­ Viện Ứng dụng Công nghệ đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để tôi có   thể hoàn thành tốt luận văn này. Tôi cũng xin gửi lời tri ân tới các thầy cô giáo trong và ngoài khoa Môi   trường đã dìu dắt, truyền đạt kiến thức, dạy bảo tôi trong suốt thời gian theo   học tại nhà trường. Cuối cùng tôi xin cảm  ơn gia đình, người thân bà bạn bè đã luôn  ủng hộ,   động viên và giúp đỡ trong thời gian qua. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày      tháng      năm   2015 Học viên
  6. Nguyễn Quang Nam MỤC LỤC  Hà Nội, ngày      tháng      năm 2015                                                                          ......................................................................      v  Học viên                                                                                                                       ...................................................................................................................      v  Nguyễn Quang Nam                                                                                                  ..............................................................................................       vi  DANH MỤC VIẾT TẮT                                                                                             .........................................................................................     i  DANH MỤC VIẾT TẮT                                                                                             .........................................................................................     i  DANH MỤC BẢNG                                                                                                    ................................................................................................      ii  DANH MỤC BẢNG                                                                                                    ................................................................................................      ii  DANH MỤC HÌNH                                                                                                    ................................................................................................       iii  DANH MỤC HÌNH                                                                                                    ................................................................................................       iii  MỞ ĐẦU                                                                                                                      ..................................................................................................................      1  MỞ ĐẦU                                                                                                                      ..................................................................................................................      1  Chương 1 ­ TỔNG QUAN                                                                                         .....................................................................................      3  Chương 1 ­ TỔNG QUAN                                                                                         .....................................................................................      3  1.1.Nước thải chăn nuôi và ảnh hưởng đến môi trường                                                         .....................................................      3  1.1.Nước thải chăn nuôi và ảnh hưởng đến môi trường                                      ..................................     3  1.1.1. Đặc tính nước thải chăn nuôi                                                                             .........................................................................      3  1.1.1. Đặc tính nước thải chăn nuôi                                                                          ......................................................................     3  Bảng 1.1. Thông sô n ́ ước thải theo điều tra tại các trại chăn nuôi tập trung [9] 4     1.1.2. Ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi đến môi trường                                      ..................................     4  1.1.2. Ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi đến môi trường                                ............................      4  1.2.Hiện trạng xử lý nước thải chăn nuôi                                                                                ............................................................................      5  1.2.Hiện trạng xử lý nước thải chăn nuôi                                                               ...........................................................      5 Hình 1.1. Quy trình xử lý nước thải chăn nuôi phổ  biến ở Việt Nam hiện nay    đối với cơ sở chăn nuôi                                                                                              ..........................................................................................      7  1.3.Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi                                                                     .................................................................      8  1.3.Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi                                                    ................................................      8  1.3.1. Phương pháp vật lý                                                                                            .......................................................................................      8  1.3.1. Phương pháp vật lý                                                                                          .....................................................................................     8  1.3.2. Các phương pháp hóa lý                                                                                     ................................................................................     8
  7.  1.3.2. Các phương pháp hóa lý                                                                                   ..............................................................................      8  1.3.3. Công nghệ xử lý bằng phương pháp vi sinh                                                      ..................................................     9  1.3.3. Công nghệ xử lý bằng phương pháp vi sinh                                                 .............................................     9  Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống UASB                                                                             .........................................................................       12  Hình 1.3. Các giai đoạn trong bể aeroten hoạt động gián đoạn                          ......................       15  1.3.4. Các nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi                                                      ..................................................       15  1.3.4. Các nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi                                                  ..............................................      15  Hình 1.4. Mô hình Ludzack – Ettinger loại bỏ nitơ sinh học                               ...........................       17  Hình 1.5. Mô hình Bardenpho loại bỏ nitơ sinh học                                             .........................................       17  Chương 2 ­ ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU                       ...................       24  Chương 2 ­ ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU                       ...................       24 ́ ượng nghiên cứu                                                                                                      2.1. Đôi t   ...................................................................................................       24  2.1. Đôi t ́ ượng nghiên cưu ́                                                                                        ....................................................................................       24  2.2. Phương phap nghiên c ́ ưú                                                                                                  ..............................................................................................       24  2.2. Phương phap nghiên c ́ ưú                                                                                  ..............................................................................       24  2.2.1. Phương phap thu th ́ ập xử lý sô liêú ̣                                                                  .............................................................      24  2.2.1. Phương phap thu th ́ ập xử lý sô liêu ́ ̣                                                               ..........................................................       24  2.2.2. Phương phap phân tich đanh gia ́ ́ ́                                                                      ́ ..................................................................       24  2.2.2. Phương phap phân tich đanh gia ́ ́ ́                                                                   ́ ...............................................................      24  Bang 2.1. Ph ̉ ương pháp phân tích đánh giá                                                            ........................................................       24  2.3. Phương phap th ́ ực nghiêm ̣                                                                                                 ............................................................................................       25  2.3. Phương phap th ́ ực nghiêm ̣                                                                                 ............................................................................       25 2.3.1. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ ở giai đoạn tiền xử    lý nước thải chăn nuôi                                                                                                ...........................................................................................      25 2.3.1. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ ở giai đoạn tiền   xử lý nước thải chăn nuôi                                                                                        ...................................................................................      25 2.3.2. Nghiên cứu khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý COD và    nitơ trong giai đoạn xử lý sinh học kết hợp mang vi loc polyme ̀ ̣                                ...........................       26 2.3.2. Nghiên cứu khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý COD    và nitơ trong giai đoạn xử lý sinh học kết hợp mang vi loc polyme ̀ ̣                    ...............       26  Hinh 2.1.  Mô hình b ̀ ố trí các thiết bị trong hệ thống xử lý                                ............................       26  Hinh 2.2. C ̀ ấu tạo bể yếm khí, thiếu khí                                                               ...........................................................       28  Hình 2.3. Giá thể vi sinh trong bể thiếu khí                                                          ......................................................       29  Hinh 2.4.  S ̀ ơ đô bê hiêu khi ̀ ̉ ́                                                                                     ́..................................................................................         29
  8.  Hinh 2.5. C ̀ ấu tạo sợi màng                                                                                     .................................................................................      31 2.3.3. Nghiên cứu các yếu tố   ảnh hưởng đến hiệu quả  xử  lý tăng cường nước    thải sau xử lý sinh học kết hợp màng vi lọc polyme bằng phương pháp keo tụ        33 ...      2.3.3. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý tăng cường nước   thải sau xử lý sinh học kết hợp màng vi lọc polyme bằng phương pháp keo tụ                                                                                                                                    33 .................................................................................................................................      Chương 3 ­ KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN                                                              ..........................................................       35  Chương 3 ­ KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN                                                              ..........................................................       35 ̣ ́ ̉ ước thai chăn nuôi l  3.1.  Đăc tinh cua n ̉ ợn                                                                              ..........................................................................       35  3.1.  Đăc tinh cua n ̣ ́ ̉ ươc thai chăn nuôi l ́ ̉ ợn                                                             .........................................................       35  Bang 3.1. Đăc tinh cua n ̉ ̣ ́ ̉ ươc thai l ́ ̉ ợn lây tai đia chi xom Mui – xa Bich Hoa ́ ̣ ̣ ̉ ́ ́ ̃ ́ ̀      35 ..        huyên Thanh Oai – Ha Nôi ̣ ̀ ̣                                                                                       ...................................................................................       35  3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tiền xử lý nước thải chăn nuôi bằng phèn sắt 36     3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tiền xử lý nước thải chăn nuôi bằng   phèn sắt                                                                                                                      ..................................................................................................................      36  3.2.1. Ảnh hưởng của pH                                                                                           .......................................................................................      36  3.2.1. Ảnh hưởng của pH                                                                                         .....................................................................................       36  Bảng 3.2. Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả tiền xử lý bằng phèn sắt             36 .......       Hình 3.1. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý bằng phèn sắt                     .................       37  3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ chất keo tụ                                                               ...........................................................      39  3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ chất keo tụ                                                          ......................................................      39  Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ phèn sắt đến hiệu quả tiền xử lý             .........       39  Hình 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ phèn sắt đến hiệu suất xử lý                     .................       39  3.3. Khả năng xử lý trong các giai đoạn sinh học của hệ sinh học                                       ...................................       40  3.3. Khả năng xử lý trong các giai đoạn sinh học của hệ sinh học                    ................       40 Bảng 3.4. Một số đặc tính của nước thải chăn nuôi lợn đầu vào (M1) hệ xử lý                                                                                                                                    40 .................................................................................................................................      3.3.1. Khảo sát hiệu quả xử lý COD  trong giai đoạn xử lý sinh học                       ..................      41  3.3.1. Khảo sát hiệu quả xử lý COD  trong giai đoạn xử lý sinh học                 ............       41  Hình 3.3. Sự biến thiên COD và hiệu suất xử lý của giai đoạn sinh học           42 ......      3.3.2. Hiệu suất xử lý Amoni                                                                                      ..................................................................................       44  3.3.2. Hiệu suất xử lý Amoni                                                                                   ...............................................................................      44  Hinh 3.4. Sự biến thiên NH4+ ­N và hiệu suất xử lý của giai đoạn sinh học 45      3.3.3. Hiệu suất xử lý nitrat                                                                                       ...................................................................................       46
  9.  3.3.3. Hiệu suất xử lý nitrat                                                                                     .................................................................................       46  Hình 3.5. Diễn biến NO3­­N theo thời gian                                                           .......................................................      47  3.3.4. Hiệu suất xử lý PO43­­P                                                                                  ..............................................................................       48  3.3.4. Hiệu suất xử lý PO43­­P                                                                                ............................................................................      48  Hình 3.6. Diễn biến PO43­­P qua các bể theo thời gian                                       ...................................       48  3.3.5. Khả năng loại bỏ vi khuẩn sau màng vi lọc polyme                                        ....................................      49  3.3.5. Khả năng loại bỏ vi khuẩn sau màng vi lọc polyme                                   ...............................       49  Bảng 3.5. Mật độ Coliform trước và sau khi xử lý                                              ..........................................       49 3.4. Khảo sát hiệu quả xử lý COD trong giai đoạn tiền xử lý keo tụ bằng phèn sắt kết hợp    sinh học                                                                                                                                    ................................................................................................................................       50 3.4. Khảo sát hiệu quả xử lý COD trong giai đoạn tiền xử lý keo tụ bằng phèn   sắt kết hợp sinh học                                                                                                ............................................................................................       50  Hình 3.7. Hiệu suất xử lý COD giai đoạn hóa lý kết hợp sinh học                    ................       51 3.5. Nghiên cứu các yếu tố  ảnh hưởng đến quá trình keo tụ  ở giai đoạn xử lý tăng cường    nước thải chăn nuôi lợn sau khi qua hệ thống sinh học kết hợp với lọc màng                   ...............       53 3.5. Nghiên cứu các yếu tố  ảnh hưởng đến quá trình keo tụ ở giai đoạn xử  lý  tăng cường nước thải chăn nuôi lợn sau khi qua hệ  thống sinh học kết hợp    với lọc màng                                                                                                              ..........................................................................................................      53  3.5.1. Đặc tính nước thải sau hệ thống sinh học kết hợp lọc màng MBR                ............       53  3.5.1. Đặc tính nước thải sau hệ thống sinh học kết hợp lọc màng MBR   . .   53 .     Bảng 3.6. Đặc điểm nước thải chăn nuôi lợn sau khi xử lý qua hệ sinh học kết   hợp lọc màng MBR                                                                                                   ...............................................................................................       53  Hình 3.8. Tính chất mang màu khác nhau của các chất humic                            .......................       53  3.5.2. Ảnh hưởng của pH                                                                                           .......................................................................................       54  3.5.2. Ảnh hưởng của pH                                                                                         .....................................................................................      54  Hình 3.9. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý độ màu                                ..........................       54  Hình 3.10. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý COD                                   ..............................       55  3.5.3. Ảnh hưởng nồng độ chất keo tụ                                                                      ..................................................................      56  3.5.3. Ảnh hưởng nồng độ chất keo tụ                                                                  ..............................................................       56  Hình 3.11. Ảnh hưởng của nồng độ phèn sắt đến hiệu suất xử lý                   ..............       56  Hình 3.12. Ảnh hưởng của nồng độ phèn nhôm đến hiệu suất xử lý               ..........       57  3.6. Đánh giá, so sánh hiệu quả và lựa chọn mô hình tối ưu xử lý nước thải chăn nuôi  .  59      3.6. Đánh giá, so sánh hiệu quả  và lựa chọn mô hình tối  ưu xử  lý nước thải    chăn nuôi                                                                                                                    ................................................................................................................       59  Bảng 3.7. Đánh giá ưu nhược điểm của các giai đoạn xử lý                              ..........................       59
  10.  3.7. Sơ bộ đánh khả năng áp dụng trong thực tế                                                                   ...............................................................       60  3.7. Sơ bộ đánh khả năng áp dụng trong thực tế                                                 .............................................       60  KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ                                                                            ........................................................................       62  KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ                                                                            ........................................................................       62  KẾT LUẬN                                                                                                                ............................................................................................................       62  KHUYẾN NGHỊ                                                                                                        ....................................................................................................       63  TÀI LIỆU THAM KHẢO                                                                                         .....................................................................................       64  TÀI LIỆU THAM KHẢO                                                                                         .....................................................................................       64  TIẾNG VIỆT                                                                                                             .........................................................................................................       64  TIẾNG ANH                                                                                                              ..........................................................................................................       65  HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH THÍ NGHIỆM                                               ...........................................       67
  11. DANH MỤC VIẾT TẮT BIOGAS Khí sinh học (Biological Gas) BHT Bùn hoạt tính BOD Nhu cầu ôxy sinh hóa (Biological oxygen demand) COD Nhu cầu ôxy hóa học (Chemical oxygen demand) HRT   Thời gian lưu thủy lực (Hydraulic Retention Time) MBR   Bể sinh học kết hợp lọc màng (Membrance Bio Reacto) MLSS Hàm   lượng   chất   rắn   lơ   lửng   (Mixed   Liquor   Suspended   Solid) MLVSS Hàm  lượng  chất hữu cơ  bay hơi   (Mixed  Liquor  Volatile   Suspended Solid) QCVN Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia SRT Thời gian lưu bùn (Sludge retention time) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam T­N Tổng nitơ (mg/L) T­P Tổng phốtpho (mg/L) UASB   Bể  xử  lý sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ  khí   (Upflow anearobic sludge blanket) VSV  Vi sinh vật XLNT Xử lý nước thải   i
  12. DANH MỤC BẢNG  Bảng 1.1. Thông sô n ́ ước thải theo điều tra tại các trại chăn nuôi tập trung [9] 4     Bang 2.1. Ph ̉ ương pháp phân tích đánh giá                                                            ........................................................       24  Bang 3.1. Đăc tinh cua n ̉ ̣ ́ ̉ ươc thai l ́ ̉ ợn lây tai đia chi xom Mui – xa Bich Hoa ́ ̣ ̣ ̉ ́ ́ ̃ ́ ̀      35 ..        huyên Thanh Oai – Ha Nôi ̣ ̀ ̣                                                                                       ...................................................................................       35  Bảng 3.2. Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả tiền xử lý bằng phèn sắt             36 .......       Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ phèn sắt đến hiệu quả tiền xử lý             .........       39 Bảng 3.4. Một số đặc tính của nước thải chăn nuôi lợn đầu vào (M1) hệ xử lý                                                                                                                                    40 .................................................................................................................................      Bảng 3.5. Mật độ Coliform trước và sau khi xử lý                                              ..........................................       49 Bảng 3.6. Đặc điểm nước thải chăn nuôi lợn sau khi xử lý qua hệ sinh học kết   hợp lọc màng MBR                                                                                                   ...............................................................................................       53  Bảng 3.7. Đánh giá ưu nhược điểm của các giai đoạn xử lý                              ..........................       59 ii
  13. DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Quy trình xử lý nước thải chăn nuôi phổ  biến ở Việt Nam hiện nay    đối với cơ sở chăn nuôi                                                                                              ..........................................................................................      7  Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống UASB                                                                             .........................................................................       12  Hình 1.3. Các giai đoạn trong bể aeroten hoạt động gián đoạn                          ......................       15  Hình 1.4. Mô hình Ludzack – Ettinger loại bỏ nitơ sinh học                               ...........................       17  Hình 1.5. Mô hình Bardenpho loại bỏ nitơ sinh học                                             .........................................       17  Hinh 2.1.  Mô hình b ̀ ố trí các thiết bị trong hệ thống xử lý                                ............................       26  Hinh 2.2. C ̀ ấu tạo bể yếm khí, thiếu khí                                                               ...........................................................       28  Hình 2.3. Giá thể vi sinh trong bể thiếu khí                                                          ......................................................       29  Hinh 2.4.  S ̀ ơ đô bê hiêu khi ̀ ̉ ́                                                                                     ́..................................................................................         29  Hinh 2.5. C ̀ ấu tạo sợi màng                                                                                     .................................................................................       31  Hình 3.1. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý bằng phèn sắt                     .................       37  Hình 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ phèn sắt đến hiệu suất xử lý                     .................       39  Hình 3.3. Sự biến thiên COD và hiệu suất xử lý của giai đoạn sinh học           42 ......       Hinh 3.4. Sự biến thiên NH4+ ­N và hiệu suất xử lý của giai đoạn sinh học 45      Hình 3.5. Diễn biến NO3­­N theo thời gian                                                           .......................................................       47  Hình 3.6. Diễn biến PO43­­P qua các bể theo thời gian                                       ...................................       48  Hình 3.7. Hiệu suất xử lý COD giai đoạn hóa lý kết hợp sinh học                    ................       51  Hình 3.8. Tính chất mang màu khác nhau của các chất humic                            .......................       53  Hình 3.9. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý độ màu                                ..........................       54  Hình 3.10. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý COD                                   ..............................       55  Hình 3.11. Ảnh hưởng của nồng độ phèn sắt đến hiệu suất xử lý                   ..............       56  Hình 3.12. Ảnh hưởng của nồng độ phèn nhôm đến hiệu suất xử lý               ..........       57   iii
  14. MỞ ĐẦU Những năm gần đây, ngành chăn nuôi đã tăng trưởng nhanh, đóng góp quan  trọng vào việc phát triển kinh tế của đất nước. Tuy nhiên, bên cạnh lợi ích kinh   tế mang lại thì chăn nuôi cũng đang nảy sinh vấn đề về chất lượng môi trường,  làm  ảnh hưởng đến sức khỏe của cộng đồng dân cư  và hệ  sinh thái tự  nhiên.  Mỗi năm ngành chăn nuôi gia súc, gia cầm thải ra khoảng 75  ­ 85 triệu tấn phân,  với phương thức sử  dụng phân chuồng và nước thải không qua xử  lý,  xả  trực  tiếp ra môi trường gây ô nhiễm nghiêm trọng [1].  Theo báo cáo tổng kết của Viện chăn nuôi, hầu hết các hộ  chăn nuôi lợn   đều để  nước thải chảy tự  do ra môi trường xung quanh gây mùi hôi thối nồng  nặc, đặc biệt là vào những ngày oi bức. Nồng độ  khí H2S và NH3 cao hơn mức  cho phép khoảng 30 ­ 40 lần. Tổng số vi sinh vật (VSV) và bào tử nấm cũng cao  hơn mức cho phép rất nhiều lần. Ngoài ra nước thải chăn nuôi lợn còn có chứa  COD,  tổng nitơ,  tổng phốtpho,... cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn cho  phép. Chính vì vậy có thể  thấy rằng một thực trạng  ở nước ta là vấn đề  xử  lý  nguồn nước thải ô nhiễm này thường bị bỏ qua hoặc bằng các biện pháp đơn lẻ,  không hiệu quả  và bền vững. Hầu hết các hệ  thống hiện nay được triển khai   một cách đối phó, không đạt tiêu chuẩn thải, khi sử dụng những công nghệ đơn   giản chỉ phù hợp cho xử lý những nguồn nước thải có tải trọng ô nhiễm thấp vào  áp dụng với nguồn nước thải đặc thù này. Nói cách khác các mô hình xử lý nước   thải chăn nuôi hiện nay tại nước ta mới đạt ở  mức làm giảm tải trọng ô nhiễm   chứ chưa đạt được các tiêu chuẩn thải theo quy định của tiêu chuẩn ngành chăn  nuôi [9]. Chính vì vậy, việc chọn và thực hiện đề  tài: “Nghiên cứu nâng cao hiệu   quả  xử  lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp hóa lý kết hợp sinh   học” sẽ  góp phần phát triển  hướng  ứng dụng công nghệ  xử  lý nước thải tiên  tiến trong lĩnh vực bảo vệ môi trường tại Việt Nam. 1
  15. Mục tiêu của đê tài: Mục tiêu của đề  tài là phân tích, đánh giá các đặc tính ô nhiễm của nước   thải chăn nuôi lợn lấy tại địa chỉ  xóm Múi – Xã Bích Hòa – huyện Thanh Oai –   thành phố  Hà Nội. Trên cơ  sở  đó, khảo sát một số  các yếu tố   ảnh hưởng đến  hiệu quả  xử  lý chất ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi lợn bằng các phương  pháp hóa lý, sinh học và đề  xuất sơ  đồ  dây chuyền công nghệ   đảm bảo  chất  lượng  nước   sau xử  lý   đạt  Quy chuẩn  kỹ  thuật  quốc  gia  về   nước  thải  công  nghiệp (QCVN 40:2013/BTNMT, cột B). Nội dung nghiên cứu bao gồm:  ­ Khảo sát một số  yếu tố   ảnh hưởng đến hiệu quả  tiền xử  lý nước thải   chăn nuôi lợn bằng phương pháp hóa lý; ­ Khảo sát một số  yếu tố   ảnh hưởng đến hiệu quả  xử  lý nước thải chăn  nuôi   lợn   sau   tiền   xử   lý   bằng  phương   pháp  hợp  sinh   học  kết   hợp   lọc   màng  polyme; ­ Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý tăng cường nước  thải sau xử lý sinh học kết hợp lọc màng polyme bằng phương pháp keo tụ. 2
  16. Chương 1 ­ TỔNG QUAN 1.1. Nước thải chăn nuôi và ảnh hưởng đến môi trường 1.1.1. Đặc tính nước thải chăn nuôi Nước thải chăn nuôi bao gồm nước tiểu, nước rửa chuồng, nước tắm vật   nuôi với khối lượng nước thải rất lớn.  Nước thải chăn nuôi là một loại nước  thải rất đặc trưng và có khả  năng gây ô nhiễm môi trường cao do có chứa hàm   lượng cao các chất hữu cơ, cặn lơ lửng, nitơ, ph ốtpho và vi sinh vật gây bệnh.  Cụ thể: ­ Chất hữu cơ: Trong thành phần chất rắn của nước thải thì thành phần hữu cơ chiếm 70 ­  80% gồm các hợp chất hydrocacbon, proxit, axit amin, chất béo và các dẫn xuất  của chúng có trong phân và thức ăn thừa. Chất vô cơ  chiếm 20 ­ 30% gồm cát,  đất, muối clorua, SO42­… ­ Nitơ và phốtpho: Hàm lượng nitơ, phốtpho trong nước thải tương đối cao do khả  năng hấp  thụ kém của vật nuôi. Khi ăn thức ăn có chứa N và P thì chúng sẽ bài tiết ra ngoài  theo phân và nước tiểu. Theo thời gian và sự có mặt của oxy mà lượng nitơ trong   nước tồn tại ở các dạng khác nhau NH4+, NO2­, NO3­. Phốtpho được sinh ra trong quá trình tiêu thụ  thức ăn của vật nuôi, lượng   phốtpho chiếm 0,25 – 1,4%, và một ít trong nước tiểu, xác chết của vật nuôi.   Trong   nước   thải   chăn   nuôi   phốtpho   chiếm   tỉ   lệ   cao,   tồn   tại   ở   các   dạng  orthophotphat (HPO42­, H2PO4, PO43­), metaphotphat   (hay polyphotphat PO43­) và  photphat hữu cơ. ­ Vi sinh vật: Vi khuẩn điển hình như: E.coli, Streptococcus sp, Salmonella sp, Shigenla  sp, Proteus, Clostridium sp…đây là các vi khuẩn gây bệnh tả, lỵ, thương hàn, kiết  3
  17. lỵ. Các loại virus có thể  tìm thấy trong nước thải như:  corona virus, poio virus,   aphtovirus…và ký sinh trùng trong nước gồm các loại trứng và ấu trùng, ký sinh  trùng đều được thải qua phân, nước tiểu và dễ dàng hòa nhập vào nguồn nước. Theo kết quả điều tra đánh giá hiện trạng môi trường của Viện chăn nuôi   (2006) tại các cơ  sở  chăn nuôi lợn có quy mô tập trung thuộc Hà Nội, Hà Tây,  Ninh Bình, Nam Định, Quảng Nam, Bình Dương, Đồng Nai cho thấy đặc điểm   của nước thải chăn nuôi [9]: Bảng 1.1. Thông sô n ́ ước thải theo điều tra tại các trại chăn nuôi tập trung   [9] Trại Trại Trại Trại Trại QCVN 40: T Chỉ Đơn Đan Thụy  Tam Gia Hồng 2011/BTNMT T tiêu vị Phuợng Phương Điệp Nam Điệp (cột B) 1 pH ­ 7,15 7,26 7,08 6,78 6,83 5,5­9 2 BOD5 mg/l 1339,4 1080,7 882,3 783,4 1221,2 50 3 COD mg/l 3397,6 2224.5 1924 1251,6 2824.5 150 4 TDS mg/l 4812,8 4568.4 3949 4012,8 4720.4 100 5 T­P mg/l 99,4 80.2 69,4 57,4 85.6 6 6 T­N mg/l 332,8 280,1 250,9 204,8 275,4 40 Từ  số  liệu trong Bảng 1.1 thấy rằng, nước thải chăn nuôi có thành phần ô  nhiễm rất cao, các chỉ tiêu phân tích hầu hết có giá trị  vượt nhiều lần so với  Quy  chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT, cột   B). 1.1.2. Ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi đến môi trường Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi phát triển với tốc độ rất nhanh,  đặc biệt là chăn nuôi lợn do nhu cầu về thịt lợn của người tiêu dùng tăng mạnh.  Bên cạnh đấy là việc phát sinh ra các vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng trầm   4
  18. trọng. Nước thải từ  các cơ  sở  chăn nuôi thường được thải trực tiếp vào nguồn  tiếp nhận không qua xử  lý hay xử  lý không đầy đủ  gây ô nhiễm môi trường  nước, không khí và đất trầm trọng.  Nước thải chăn nuôi có khả  năng gây ô nhiễm môi trường cao do có chứa   hàm lượng cao các chất hữu cơ, cặn lơ  lửng, N, P và VSV gây bệnh  [3]. Nitơ,  phốtpho trong nước thải chăn nuôi cao chưa qua xử lý chảy vào sông, hồ  sẽ  làm  tăng hàm lượng chất dinh dưỡng, gây phú dưỡng nguồn nước. Khi xử  lý nitơ  trong nước thải không tốt, để  hợp chất nitơ  đi vào trong   chuỗi thức ăn hay trong nước cấp có thể gây nên một số bệnh nguy hiểm. Nitrat   tạo   chứng   thiếu   Vitamin   và   có   thể   kết   hợp   với   các   amin   để   tạo   thành   các   nitrosamin là nguyên nhân gây ung thư   ở  người cao tuổi. Trẻ  sơ  sinh đặc biệt  nhạy cảm với nitrat lọt vào sữa mẹ, hoặc qua nước dùng để pha sữa. Khi lọt vào  cơ thể, nitrat chuyển hóa thành nitrit nhờ vi khuẩn đường ruột. Ion nitrit còn nguy  hiểm hơn nitrat đối với sức khỏe con người. Khi tác dụng với các amin hay alkyl   cacbonat trong cơ thể người chúng có thể  tạo thành các hợp chất chứa nitơ gây  ung thư. Trong cơ thể  Nitrit có thể  ôxy hoá sắt II ngăn cản quá trình hình thành  Hb làm giảm lượng ôxy trong máu có thể gây ngạt, nôn, khi nồng độ cao có thể  dẫn đến tử vong. Kháng sinh, hoóc môn tăng trọng mặc dù được trộn vào thức ăn gia súc ở  liều lượng thấp nhưng có thể gây ô nhiễm. Kháng sinh trong nước có thể tạo ra   các chủng vi khuẩn nhờn thuốc. Hooc môn có thể  gây biến thể, thay đổi giới  tính trong các loài động vật hoang dã, các loài cá. Kim loại nặng như đồng, kẽm, coban, sắt, mangan có trong thức ăn gia súc.  Các động vật chỉ hấp thụ chúng rất ít, từ 5 ­ 15%, còn lại thải ra ngoài. Các kim  loại ấy đều có hại cho sức khỏe con người khi uống phải nước ô nhiễm hay ăn   thịt động vật. 1.2. Hiện trạng xử lý nước thải chăn nuôi 5
  19. Ở nước ta việc xử lý chất thải chăn nuôi còn nhỏ lẻ theo phương pháp truyền   thống đơn giản như: phân được ủ hoặc dùng tươi làm thức ăn nuôi cá hoặc làm phân  bón cho cây trồng, chất thải lỏng được xử lý qua biogas và chảy thẳng ra ngoài môi  trường hoặc dùng để tưới cây. Tuy nhiên, quy mô chăn nuôi ngày một mở rộng, chất   thải chăn nuôi ngày một nhiều nên phương pháp xử lý truyền thống không còn thích  hợp đã gây ra ô nhiễm làm ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống của nhiều vùng   [5]. Theo kết quả điều tra đánh giá hiện trạng môi trường của Viện chăn nuôi   tại các cơ  sở  chăn nuôi lợn có quy mô tập trung thuộc Hà Nội, Hà Tây, Ninh  Bình, Nam Định, Quảng Nam, Bình Dương, Đồng Nai cho thấy: nước thải của   các cơ sở chăn nuôi lợn bao gồm nước tiểu, rửa chuồng, máng ăn, máng uống và  nước tắm rửa cho lợn. Tất cả các cơ  sở  chăn nuôi lợn được điều tra đều chỉ  có   hệ  thống xử  lý chất thải lỏng bằng công nghệ  biogas và theo quy trình: Nước   thải  Bể Biogas  Hồ sinh học  thải ra môi trường (Hình 1.1) . Hầu hết các  trang trại chăn nuôi lợn khác trên toàn quốc hiện nay cũng có sơ  đồ  xử  lý chất   thải như  trên. Quy trình này có  ưu điểm là sản xuất được năng lượng sinh học   (khí Biogas) từ  chất thải phục vụ các mục đích sinh hoạt, tuy nhiên chất lượng  nước thải sau khi xử lý đều không đạt các tiêu chuẩn thải đặc biệt đối với các  chỉ  tiêu COD, BOD, T­N, T­P và các chỉ  tiêu vi sinh khác. Ngoài ra đối với các  trang trại tập trung chăn nuôi quy mô lớn, mô hình này không đáp ứng được công  suất xử lý do đòi hỏi thời gian lưu dài của nước thải (khoảng 30 ­ 40 ngày) trong  thiết bị xử lý dẫn tới việc phải xây dựng hệ thống xử lý trên một diện tích lớn,   mà điều này chắc chắn là không mong muốn đối với các chủ trang trại, thậm chí  là bất khả thi trong tình hình áp lực về đất đai hiện nay. 6
  20. (A) quy mô nhỏ, (B) quy mô vừa và lớn Hình 1.1. Quy trình xử lý nước thải chăn nuôi phổ biến ở Việt Nam hiện nay   đối với cơ sở chăn nuôi Trong những năm qua, một số  mô hình xử  lý chất thải chăn nuôi đã được  nghiên cứu và triển khai công nghệ vào thực tế ở Việt Nam . Chẳng hạn mô hình  xử  lý nước thải chăn nuôi bằng thực vật thủy sinh, mô hình đất ngập nước … Tuy mức độ thành công của mỗi mô hình là khác nhau nhưng đã góp phần giảm   thiểu ô nhiễm và bước đầu đưa các công nghệ xử lý chất thải tiên tiến vào Việt   Nam. Mặc dù, các phương pháp xử lý chất thải chăn nuôi được áp dụng hiện nay  đều dựa trên các công nghệ đã được áp dụng thành công trên thế  giới nhưng để  phù hợp với thực tiễn Việt Nam vẫn còn gặp không ít khó khăn do quy mô chăn   nuôi đa dạng, vốn đầu tư  và chi phí vận hành thấp, trình độ  và hiểu biết của   người chăn nuôi chưa đáp ứng nhu cầu.  Chính vì vậy có thể  thấy rằng  ở  nước ta, một thực trạng là vấn đề  xử  lý   nguồn nước thải ô nhiễm này thường bị bỏ qua hoặc bằng các biện pháp đơn lẻ,  không hiệu quả  và bền vững. Hầu hết các hệ  thống hiện nay được triển khai   một cách đối phó, không đạt tiêu chuẩn thải, khi sử dụng những công nghệ đơn   giản chỉ phù hợp cho xử lý những nguồn nước thải có tải trọng ô nhiễm thấp vào  áp dụng với nguồn nước thải đặc thù này. Nói cách khác các mô hình xử lý nước   7

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản