Tóm tắt 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:34

Thêm vào BST

Báo xấu

93
lượt xem 19
download

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:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt 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

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 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. Trần Văn Quy TS. Trần Hùng Thuận
Hà Nội – 2015
Công trình được hoàn thành tại Trường đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Trần Văn Quy TS. Trần Hùng Thuận Phản biện 1: PGS.TS. Nguyễn Thị Hà Phản biện 2: PGS.TS. Đỗ Khắc Uẩn Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ họp tại Khoa Môi trường, Trường đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học quốc gia Hà Nội Vào hồi 17 giờ 00 ngày 22 tháng 12 năm 2015 Có thể tìm hiểu luận văn tại: Thư viện Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN
Trung tâm thông tin – Thư viện, ĐHQGHN
MỞ ĐẦU Nước thải chăn nuôi lợn chứa hàm lượng COD, tổng nitơ, tổng phốtpho,... cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép. 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. 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. 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. 1
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. 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 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. 1.1.2. Ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi đến môi trường 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. 2
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. 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. 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 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. 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. 3
(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 1.3. Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi Nghiên cứu xử lý nitơ trong nước thải chăn nuôi: Một vài quá trình xử lý loại bỏ nitơ trong cùng một bể bùn được phát triển bởi Ludzack – Ettinger (MLE) (1962) và Bardenpho (1975) (Hình 1.2 và 1.3). Các quá trình làm việc tách biệt sục khí và không sục khí. Trong MLE, nước thải tuần hoàn từ bể hiếu khí quay trở lại bể thiếu khí. Trong Bardenpho có thêm 2 bể (1 bể thiếu khí và 1 bể hiếu khí) lắp sau bể thiếu khí và hiếu khí đầu tiên, do đó ở bể thiếu khí thứ 2 xảy ra quá trình khử nitrat nhiều hơn bởi phân hủy nội sinh và cơ chất chậm, đóng vai trò như một nguồn cacbon cho quá trình khử nitrat. Hình 1.2. Mô hình Ludzack – Ettinger loại bỏ nitơ sinh học 4
Hình 1.3. Mô hình Bardenpho loại bỏ nitơ sinh học Nghiên cứu xử lý phốtpho: Xử lý hóa lý làm giảm hầu hết TP bởi làm giảm số lượng các hạt rắn lơ lửng trong nước thải và làm kết tủa TP bằng các hợp chất của sắt, nhôm và canxi. Nghiên cứu của D. M. Weaver & G. S. P. Ritchie v ề lo ại b ỏ ph ốtpho từ nước thải chuồng lợn cho thấy , hiệu quả loại bỏ TP bằng vôi tôi và hóa lý đạt 95% và không ảnh hưởng bởi chất lượng nước thải. Nghiên cứu về keo tụ: Các nghiên cứu về keo tụ cũng đã được ứng dụng trong xử lý nước thải chăn nuôi lợn. Việc loại bỏ phốtpho được thực hiện bằng phương pháp kết tủa bởi những hóa chất phổ biến như phèn nhôm, vôi tôi, phèn sắt và các chất trợ keo tụ. Kết tủa struvite MgNH4PO4.6H2O đã được cải tiến và có thể loại bỏ cả phốtpho và nitơ. Các yếu tố ảnh hưởng như pH và liều lượng hóa chất đã được nhóm tác giả P.H. Liao, Y. Gao và K.V. Lo nghiên cứu. Kết quả cho thấy, hiệu quả loại bỏ phốtpho cao nhất ở pH= 9, trong khi đó hiệu quả loại bỏ amoni cao nhất ở pH= 11. Polyme PERCOL 728 đã được sử dụng làm chất trợ keo tụ. Nghiên cứu tiền xử lý hóa lý bằng keo tụ kết hợp với MBR để nâng cao hiệu quả xử lý và giảm hiện tượng tắc màng trong xử lý nước thải chăn nuôi lợn đã được H.Kim và các cộng sự (2005) thực hiện trong 5 tháng. Hiệu suất trung bình loại bỏ BOD, COD, NH3N trong quá trình keo tụ tương ứng là 64,3; 77,3 và 40,4%, trong đó hiệu suất loại bỏ nitơ thấp hơn các thông số khác. Hiệu suất loại bỏ độ đục bởi hóa chất keo tụ đạt 96,4% chủ yếu là do trung hòa điện tích. Nước thải sau quá trình xử lý keo tụ được thu gom lại và là đầu vào của MBR với tải lượng COD trung bình là 0,57 kg COD/m3 ngày. Độ đục đầu vào biến động từ 1,7 – 56,0 NTU không làm ảnh hưởng đến đầu ra độ đục, vẫn duy trì 5
dưới 2,0 NTU. Chất hữu cơ và nitơ được loại bỏ đáng kể trong MBR. Hiệu suất loại bỏ BOD, COD, độ đục và NH3N trong quá trình MBR đạt tương ứng 99,5; 99,4; 99,8 và 98,2%. Do sự xuất hiện của vi tảo và các sinh vật lơ lửng gây cản trở quá trình xử lý COD và nitơ, phốtpho nên nhóm tác giả Ignacio de Godos, Hector O. Guzman, Roberto Soto (2010) đã tiến hành đánh giá khả năng loại bỏ sinh khối tảo và vi khuẩn từ nước thải lợn bằng các hóa chất keo tụ phổ biến là sắt chorua và sắt sunfat và các polyme như: Drewfloc 447; Flocudex CS/5000; Glocusol CM/78; Chmifloc CV/300 và Chitosan. Các thí nghiệm được thực hiện trong các cốc 100 ml, trong đó có 40 ml vi khuẩn tảo và khuấy ở 300 vòng/phút trong 1 phút và để lắng trong 10 phút. Hiệu quả loại bỏ sinh khối S.obliquus, Chlorella, C. sorokiniana, Chlorococcum sp cao nhất của muối sắt (FeCl 3 và Fe2(SO4)3) đạt được là 66 – 98% khi ở nồng độ 150 – 250 mg/L. Với nồng độ muối sắt thấp hơn 50 mg/L hiệu quả loại bỏ tảo thấp. Khi thêm các chất keo tụ thường làm giảm pH từ 10 – 10,5 xuống 3 – 3,7 ở nồng độ muối sắt 250 mg/L. Bên cạnh đấy, hiệu quả keo tụ giảm khi sử dụng nồng độ polyme keo tụ quá liều. Trong thí nghiệm với Chitosan, mặc dù Chitosan có hiệu quả keo tụ tốt nhất trong việc loại bỏ các vi tảo thường được ghi nhận ở mức nồng độ 25 mg/L, tuy nhiên kết quả đạt được trong các thí nghiệm này thấp hơn so với các lần trước, cụ thể hiệu quả loại bỏ dưới 40% đối với C. sorokiniana, Chlorococcum sp. và S. obliquus, và chỉ đạt 58 ± 8% đối với Chlorella Consortium. Kết quả thấp này có thể do các hạt keo hữu cơ tương tác với Chitosan. Thí nghiệm với Chitosan với nồng độ từ 50 – 250 mg/L không thấy làm tăng khả năng loại bỏ sinh khối vi tảo. pH giảm xuống 3,7 khi tăng liều lượng Chitosan do xuất hiện axit acetic. 6
Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đôi t ́ ượng nghiên cưu ́ Nước thải chăn nuôi lợn; Hệ xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp sinh học kết hợp với màng lọc vi lọc polyme; Hóa chất keo tụ: phèn sắt Fe2(SO4)3, phèn nhôm Al2(SO4)3.18 H2O. 2.2. Phương phap nghiên c ́ ưu ́ 2.2.1. Phương phap thu th ́ ập xử lý sô liêu ́ ̣ Đã thu thập, kế thừa các tài liệu, số liệu, nguồn thông tin liên quan từ nhiều nguồn khác nhau: sách; các bài báo khoa học trong các tạp chí; luận văn… từ thư viện và các nguồn tài liệu từ internet. 2.2.2. Phương phap phân tich đanh gia ́ ́ ́ ́ Để khảo sát các yếu tố liên quan đến nội dung nghiên cứu , đã tiến hành các nhóm phân tích đánh giá như sau: Bang 2.1. Ph ̉ ương pháp phân tích đánh giá STT Chỉ tiêu Thiết bị phân tích Tiêu chuẩn 1 pH Điện cực đo pH TCVN 6492:2011 2 NH4+ (N) Điện cực đo NH3N TCVN 6620 – 2000 3 NO3 (N) Máy đo quang UV THERMO 4 NO2 (N) TCVN 6620 – 2000 ELECTRON COVPORATION 5 PO43 (P) Thiết bị cất nitơ VELD – 6 Ntổng TCVN 6835 – 2011 Scientifica (UDK142) Máy phá mẫu COD (DRB200); 7 COD TCVN 6491:1999 Thiết bị chuẩn độ 8 Độ màu Máy đo màu (HI 96727) TCVN 6185:2008 9 Độ đục Máy đo độ đục HANNA HI93703 TCVN 6184:1996 Giấy cân, bộ lọc, cân phân tích, tủ 10 TSS TCVN 6625:2000 sấy 11 TP Bếp phá mẫu; Máy UVVIS TCVN 6202:2008 12 Coliform Bộ kit làm vi sinh TCVN 61871:2009 2.3. Phương phap th ́ ực nghiêm ̣ 7
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  Thí nhiệm 1: Ảnh hưởng của pH đối với chất keo tụ là phèn sắt Thí nghiệm được tiến hành với 1 lít nước thải lấy từ trang trại chăn nuôi lợn, loc s ̣ ơ bô, loai bo nh ̣ ̣ ̉ ưng căn l ̃ ̣ ơń bằng rây kích thước lỗ 0,5 × 0,5 mm, bổ sung chất keo tụ là phèn sắt Fe2(SO4)3, nồng độ 200 mg/L. Điều chỉnh pH của hỗn hợp nước thải trong khoảng 5 9, k huấy nhanh 300 vòng/phút trong 1 phút, khuấy chậm 30 vòng/phút trong 10 phút bằng thiết bị jar test, để lắng 60 phút. Lấy phần nước trong phân tích các chỉ tiêu pH, TSS, COD, độ đục, độ màu, NH4+N để đánh giá hiệu quả xử lý, từ đó tìm ra khoảng pH tối ưu [10,20].  Thí nhiệm 2: Ảnh hưởng của nồng độ phèn sắt Thí nghiệm được tiến hành với 1 lít nước thải lấy từ trang trại chăn nuôi lợn, loc s ̣ ơ bô, loai bo nh ̣ ̣ ̉ ưng căn l ̃ ̣ ơń bằng rây kích thước lỗ 0,5 × 0,5 mm, bổ sung chất keo tụ là phèn sắt Fe2(SO4)3, nồng độ thay đổi từ 400 đến 1200 mg/L. Điều chỉnh pH tối ưu thu được từ thí nghiệm 1, khuấy nhanh 300 vòng/phút trong 1 phút, khuấy chậm 30 vòng/phút trong 10 phút bằng thiết bị jar test, để lắng 60 phút. Lấy phần nước trong phân tích các chỉ tiêu pH, TSS, COD, độ đục, độ màu, PO43P để đánh giá hiệu quả xử lý [10,20]. 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 ̀ ̣ 2.3.2.1. Hệ thống xử lý sinh học kết hợp màng vi lọc polyme Hệ xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp sinh học kết hợp với màng vi lọc polyme được bố trí như trên Hình 2.1: 8
Hinh 2.1. Mô hình b ̀ ố trí các thiết bị trong hệ thống xử lý 1Bể đầu vào (10L); 2Cột yếm khí (8,5L); 3Cột thiếu khí (8,5L); 4Bể hiếu khí kết hợp lọc màng (13L); 5Bể đầu ra (10L)  Bê yêm khi ̉ ́ ́ ̉ ́ ́ ược thiêt kê nh Bê yêm khi đ ́ ́ ư trên Hinh ̣ ̣ ̀ 2.2a băng vât liêu PVC hinh tru ̀ ̀ ̣ vơi thê tich la ́ ̉ ́ ̀8,5 lit. ́ a) Bể yếm khí b) Bể thiếu khí Hinh 2.2. C ̀ ấu tạo bể yếm khí, thiếu khí ̉ ́ ́ ược thiết kê cho dong n Bê yêm khi đ ́ ̀ ươc thai đi vao t ́ ̉ ̀ ừ đay côt va đi ra phia ́ ̣ ̀ ́ ̉ ̣ ại đây nước thải sẽ được phân phối đều trên diện tích bể. Nhờ trên cua côt. T hỗn hợp bùn yếm khí trong bể mà các chất hữu cơ hoà tan trong nước được hấp thụ, phân huỷ và chuyển hoá thành khí (khoảng 70 80 % là CH 4, 2030% là CO2). Bọt khí sinh ra bám vào hạt bùn cặn nổi lên trên làm xáo trộn gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng.  Bê thiêu khi ̉ ́ ́ ̉ ếu khi đ Bê thi ́ ược thiêt kê nh ́ ́ ư trên Hinh 2.2b băng vât liêu PVC hinh tru ̀ ̀ ̣ ̣ ̀ ̣ vơi thê tich la 8,5 lit. ́ ̉ ́ ̀ ́ Bê ̉ thiêu khi sô 3 đ ́ ́ ́ ược thiêt kê cho n ́ ́ ước thai đi t ̉ ừ đay côt ́ ̣ lên, bên trong chưa gia thê vi sinh. Gia thê vi sinh co tac dung tăng diên tich tiêp ́ ́ ̉ ́ ̉ ́ ́ ̣ ̣ ́ ́ ́ ưa n xuc gi ̃ ươc thai va vi sinh, phân phôi đêu dong n ́ ̉ ̀ ́ ̀ ̀ ước thai trong côt. ̉ ̣ 9
a) Giá thể vi sinh b) Bể thiếu khí Hình 2.3. Giá thể vi sinh trong bể thiếu khí  Bê hiêu khi ̉ ́ ́ ̉ ́ ́tổng thể tích nước hữu dụng 13L, lam băng nh Bê hiêu khi ̀ ̀ ựa PVC, thiêt kê ́ ́ như trên Hinh ̀ 2.4. Hinh 2.4. S ̀ ơ đô bê hiêu khi ̀ ̉ ́ ́ ̣ Mang loc vi l ̀ ọc vật liệu sử dung trong bê hiêu khi co diên tich b ̣ ̉ ́ ́ ̣ ́ ề mặt 1 m 2 ̣ ợi rỗng, vât liêu Polyvinylidene fluoride. Mang đ loai s ̣ ̣ ̀ ược cô đinh trong hôp bao ́ ̣ ̣ ̉ ̣ ̀ ̣ ̀ ̣ ̣ ́ ̣ ́ ỡ. Mang s vê hinh hôp va đinh vi cô đinh trên gia đ ̀ ử dung loai b ̣ ̣ ơm hut co thê điêu ́ ́ ̉ ̉ ̉ chinh lưu lượng. 2.3.2.2. Tiến hành thí nghiệm 10
 Thí nghiệm 3: Khảo sát hiệu quả xử lý COD và nitơ trong nước thải chăn nuôi bằng hệ sinh học kết hợp mang vi loc polyme ̀ ̣ Nước thải đưa vào hệ lấy từ trang trại chăn nuôi lợn, được l oc s ̣ ơ bô, loai ̣ ̣ ̉ ưng căn l bo nh ̃ ̣ ớn bằng rây lọc kích thước lỗ 0,5 × 0,5 mm. Các thông số vân hanh ̣ ̀ : Nồng độ bùn hoạt tính hiếu khí 9000 mg/L; Thời gian lưu thủy lực 4 ngày; Thời gian lưu bùn 30 – 60 ngày; Dòng tuần hoàn so với dòng ra là 3:1; Năng suất lọc của màng: 12 L/m2.h. Hệ chạy liên tục [9]. Sau thời gian hệ hoạt động ổn định (30 ngày) bắt đầu lây mâu ́ ̃ ở các bể ̉ ́ ̉ (đâu vao, sau bê yêm khi, sau bê thiêu khi, sau ̀ ̀ ́ ́ ́ ̉ ́ bê hiêu khí) tương ưng v ́ ơi cac vi tri ́ ́ ̣ ́ ̃ M1; M2; M3; M4 vơi mât đô 1 lân/ngay. lây mâu ́ ́ ̣ ̣ ̀ ̀ Mẫu được phân tich ̉ ́ các chi tiêu : pH, COD, độ màu, SS, NH4+, NO3, NO2, PO43 để đánh giá hiệu quả xử lý.  Thí nghiệm 4: khảo sát hiệu quả xử lý COD và nitơ trong nước thải chăn nuôi bằng phương pháp hóa lý kết hợp hệ sinh học Nước thải đưa vào hệ lấy từ trang trại chăn nuôi lợn, được l oc s ̣ ơ bô, loai ̣ ̣ ̉ ưng căn l bo nh ̃ ̣ ớn bằng rây lọc kích thước lỗ 0,5 × 0,5 mm, bổ sung chất keo tụ là phèn sắt Fe2(SO4)3, nồng độ 600 mg/L, điều chỉnh pH khoảng 8, khuấy nhanh 300 vòng/phút trong 1 phút, khuấy chậm 30 vòng/phút trong 10 phút và để lắng trong khoảng 60 phút. Lấy phần nước trong dẫn vào hệ sinh học kết hợp màng vi lọc polyme. Các thông số vân hanh ̣ ̀ : Nồng độ bùn hoạt tính hiếu khí 9000 mg/L; Thời gian lưu thủy lực 4 ngày; Thời gian lưu bùn 30 – 60 ngày; Dòng tuần hoàn so với dòng ra là 3:1; Năng suất lọc của màng: 12 L/m2.h. Hệ chạy liên tục [9]. Sau thời gian hệ hoạt động ổn định (30 ngày) bắt đầu lây mâu ́ ̃ ở các bể ̉ ́ ̉ (đâu vao, sau bê yêm khi, sau bê thiêu khi, sau ̀ ̀ ́ ́ ́ ̉ ́ bê hiêu khí) tương ưng v ́ ơi cac vi tri ́ ́ ̣ ́ ̃ M1; M2; M3; M4 vơi mât đô 1 lân/ngay. lây mâu ́ ́ ̣ ̣ ̀ ̀ Mẫu được phân tich ̉ ́ các chi tiêu : pH, COD, độ màu, SS, NH4+, NO3, NO2, PO43 để đánh giá hiệu quả xử lý.  Thí nghiệm 5: khảo sát hiệu quả xử lý COD và nitơ trong nước thải chăn nuôi bằng phương pháp hóa lý kết hợp hệ sinh học 11
Nước thải đưa vào hệ lấy từ trang trại chăn nuôi lợn, được l oc s ̣ ơ bô, loai ̣ ̣ ̉ ưng căn l bo nh ̃ ̣ ớn bằng rây lọc kích thước lỗ 0,5 × 0,5 mm, bổ sung chất keo tụ là phèn sắt Fe2(SO4)3, nồng độ 1000 mg/L, điều chỉnh pH khoảng 8, khuấy nhanh 300 vòng/phút trong 1 phút, khuấy chậm 30 vòng/phút trong 10 phút và để lắng trong khoảng 60 phút. Lấy phần nước trong dẫn vào hệ sinh học kết hợp màng vi lọc polyme. Các thông số vân hanh ̣ ̀ : Nồng độ bùn hoạt tính hiếu khí 9000 mg/L; Thời gian lưu thủy lực 4 ngày; Thời gian lưu bùn 30 – 60 ngày; Dòng tuần hoàn so với dòng ra là 3:1; Năng suất lọc của màng: 12 L/m2.h. Hệ chạy liên tục [9]. Sau thời gian hệ hoạt động ổn định (30 ngày) bắt đầu lây mâu ́ ̃ ở các bể ̉ ́ ̉ (đâu vao, sau bê yêm khi, sau bê thiêu khi, sau ̀ ̀ ́ ́ ́ ̉ ́ bê hiêu khí) tương ưng v ́ ơi cac vi tri ́ ́ ̣ ́ ̃ M1; M2; M3; M4 vơi mât đô 1 lân/ngay. lây mâu ́ ́ ̣ ̣ ̀ ̀ Mẫu được phân tich ̉ ́ các chi tiêu : pH, COD, độ màu, SS, NH4+, NO3, NO2, PO43 để đánh giá hiệu quả xử lý. 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  Thí nhiệm 6: Ảnh hưởng của pH đối với chất keo tụ là phèn nhôm Thí nghiệm được tiến hành với 500 ml nước thải sau xử lý sinh học kết hợp màng vi lọc polyme, bổ sung chất keo tụ là phèn nhôm Al2(SO4)3.18 H2O, nồng độ 500 mg/L. Hỗn hợp nước thải được điều chỉnh pH trong khoảng 3 9, khuấy nhanh 300 vòng/phút trong 1 phút, khuấy chậm 30 vòng/phút trong 10 phút bằng thiết bị jar test và để lắng trong khoảng 60 phút. Lấy phần nước trong phân tích các chỉ tiêu pH, COD, độ màu để đánh giá hiệu quả xử lý, từ đó tìm ra khoảng pH tối ưu.  Thí nhiệm 7: Ảnh hưởng của nồng độ đối với chất keo tụ là phèn nhôm Thí nghiệm được tiến hành với 500 ml nước thải sau xử lý sinh học kết hợp màng vi lọc polyme, bổ sung chất keo là phèn nhôm Al2(SO4)3.18 H2O, nồng độ thay đổi từ 500 đến 2000 mg/L, điều chỉnh pH tối ưu có được từ thí nghiệm 6, khuấy nhanh 300 vòng/phút trong 1 phút, khuấy chậm 30 vòng/phút trong 10 phút bằng thiết bị jar test, để lắng khoảng 60 phút. Lấy phần nước trong phân tích các chỉ tiêu pH, COD, độ màu để đánh giá hiệu quả xử lý. 12
 Thí nhiệm 8: Ảnh hưởng của pH đối với chất keo tụ là phèn sắt Thí nghiệm được tiến hành với 500 ml nước thải sau xử lý sinh học kết hợp màng vi lọc polyme, bổ sung chất keo tụ là phèn sắt Fe2(SO4)3, nồng độ 500 mg/L. Hỗn hợp nước thải được điều chỉnh pH trong khoảng 3 9, khuấy nhanh 300 vòng/phút trong 1 phút, khuấy chậm 30 vòng/phút trong 10 phút bằng thiết bị jar test và để lắng trong khoảng 60 phút. Lấy phần nước trong phân tích các chỉ tiêu pH, COD, độ màu để đánh giá hiệu quả xử lý, từ đó tìm ra được khoảng pH tối ưu.  Thí nhiệm 9: Ảnh hưởng của nồng độ đối với chất keo tụ là phèn sắt Thí nghiệm được tiến hành với 500 ml nước thải sau xử lý sinh học kết hợp màng vi lọc polyme, bổ sung chất keo tụ là phèn sắt Fe2(SO4)3, nồng độ thay đổi từ 500 đến 2000 mg/L, điều chỉnh pH tối ưu có được từ thí nghiệm 8, khuấy nhanh 300 vòng/phút trong 1 phút, khuấy chậm 30 vòng/phút trong 10 phút bằng thiết bị jar test, để lắng khoảng 60 phút. Lấy phần nước trong phân tích các chỉ tiêu pH, COD, độ màu để đánh giá hiệu quả xử lý. 13
Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đăc tinh cua n ̣ ́ ̉ ươc thai ́ ̉ chăn nuôi lợn ̉ ̉ ́ ́ ̀ ̉ ̣ ̉ ươc thai chăn Kêt qua phân tich cac chi tiêu hoa ly va chi tiêu sinh hoc cua n ́ ́ ́ ́ ̉ nuôi lợn được nghiên cưu thê hiên trong Bang ́ ̉ ̣ ̉ 3.1. Bang 3.1. Đăc tinh cua n ̉ ̣ ́ ̉ ươc thai l ́ ̉ ợn lây tai đia chi xom Mui – xa Bich Hoa ́ ̣ ̣ ̉ ́ ́ ̃ ́ ̀ huyên Thanh Oai – Ha Nôi ̣ ̀ ̣ Các chỉ QCVN 40:2011/ QCVN 0179:2011/ TT Đơn vị Giá trị tiêu BTNMT (cột B) BNNPTNT (cột B) 1 pH 7,3 8,5 5,59 5,59 3 TSS mg/L 800 3000 100 100 4 COD mg O2/L 2100 7000 150 100 5 BOD5 mg O2/L 1000 3500 50 50 6 NNH4 + mg/L 140 538 10 10 7 NNO2 mg/L 0,1 0,3 8 NNO3 mg/L 0,2 0,6 9 Ptổng mg/L 20 75 6 6 MPN/ 0,95×106 10 Coliforms 5.000 5.000 100 mL 1,25×106 ̉ Theo kêt qua phân tich ́ ̉ 3.1 cho thây ́ trong Bang ́ tất cả cac thông sô đăc tr ́ ́ ̣ ưng cho sự ô nhiêm đêu cao h ̃ ̀ ơn nhiêu lân ̀ ̀ so với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT), cột B. 3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tiền xử lý nước thải chăn nuôi bằng phèn sắt 3.2.1. Ảnh hưởng của pH Nước thải chăn nuôi lợn chứa hàm lượng lớn các hạt rắn và hầu hết chúng là những hạt keo bền vững. Keo tụ hóa học là một phương pháp có khả năng xử lý hiệu quả nước thải chuồng lợn do nó có khả năng tách rắn lỏng. Tuy nhiên, phương pháp keo tụ không thể xử lý triệt để ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi mà chỉ có thể làm giảm một phần các thông số như COD, SS, độ đục, độ mầu, nitơ và phốtpho. 14
Tiến hành thí nghiệm như đã mô tả tai mục 2.3.1, chương 2, kết quả thu được thể hiện trên Hình 3.1: 90 80 70 COD 60 SS 50 Độ đục 40 Độ màu 30 Amoni 20 10 ử stxlý(% )ệ ấ H iu 0 pH5 pH6 pH7 pH8 pH9 Hình 3.1. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý bằng phèn sắt Từ Bảng 3.2 và Hình 3.1 cho thấy, tại pH khoảng 8, hiệu suất xử lý COD và SS cao nhất lần lượt là 57,0% và 68,9%. Tại các giá trị pH khác, hiệu suất loại bỏ độ đục và độ màu đều trên 66% do các chất rắn lơ lửng có trong nước thải chăn nuôi lợn lắng xuống cùng các hạt keo. Nước thải chăn nuôi được nghiên cứu có đặc tính độ kiềm cao nên pH tối ưu cho phản ứng keo tụ bằng phèn sắt sẽ tốn ít chi phi hóa chất và thời gian cho giai đoạn hóa lý. 3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ chất keo tụ Sau khi đã lựa chọn được pH tối ưu của phèn sắt đối với nước thải chăn nuôi lợn, tiếp tục khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất keo tụ. Tiến hành với nồng độ phèn sắt tăng dần từ 400 – 1200 mg/L ở pH ~ 8. Kết quả thu được thể hiện trên Hình 3.2. 15
100 90 80 70 COD 60 50 SS 40 Độ đục 30 Độ màu 20 ấ(% )ệlý H ử iu stx 10 PO4 0 200 400 600 800 1000 1200 Nồng độ phèn sắt (mg/l) Hình 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ phèn sắt đến hiệu suất xử lý Kết quả trên đồ thị hình 3.2 nhận thấy, ở pH 8 phèn sắt đạt hiệu quả xử lý cao nhất khi nồng độ 1000 1200 mg/L. Tại khoảng nồng độ này, hiệu suất xử lý COD, SS, độ đục, độ màu tương ứng là 6 4,5; 87,5; 80,6 và 87,2%. Ngoài ra, quá trình keo tụ bằng phèn sắt còn xử lý được một phần phốtpho trong nước thải chăn nuôi. Hiệu suất xử lý phốtpho đạt lớn nhất 40,1% tại nồng độ chất keo tụ là 1000 mg/L. 3.3. Khả năng xử lý trong các giai đoạn sinh học của hệ sinh học 3.3.1. Khảo sát hiệu quả xử lý COD trong giai đoạn xử lý sinh học Hình 3.3. Sự biến thiên COD và hiệu suất xử lý của giai đoạn sinh học 16