Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu xử lý nước thải lò giết mổ bằng phương pháp keo tụ được tiến hành qua các thí nghiệm Jartest và trên mô hình bể keo tụ tạo bông kết hợp lắng để đánh giá hiệu quả và xác định một số thông số liên quan đến vận hành và thiết kế qui trình. Đối tượng nghiên cứu là nước thải từ lò giết mổ gia súc của Xí nghiệp Chế biến Thực phẩm I, Thành phố Cần Thơ; hóa chất dùng để keo tụ là phèn sắt FeCl3.6H2O và phèn nhôm Al2(SO4)3. 18H2O. Các kết quả của các thí nghiệm Jartest cho thấy FeCl3.6H2O có hiệu quả keo tụ cao hơn Al2(SO4)3.18H2O; liều lượng chất keo tụ là 400 mgL FeCl3.6H2O kết hợp 600 mgL vôi là liều lượng khả thi về mặt kỹ thuật và kinh tế. Kết quả vận hành mô hình bể keo tụ tạo bông kết hợp lắng ở liều lượng 400 mgL FeCl3.6H2O kết hợp 600 mgL vôi cho hiệu suất loại bỏ SS, BOD, COD, TKN, TP lần lượt là 79,54%, 64,75%, 70,61,
Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 34 (2014): 108-118 NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI LÒ GIẾT MỔ BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ QUY MƠ PHỊNG THÍ NGHIỆM VÀ MƠ HÌNH BỂ KEO TỤ TẠO BƠNG KẾT HỢP LẮNG Lê Hoàng Việt1, Nguyễn Võ Châu Ngân1, Nguyễn Thị Mỹ Phương1 Đặng Thị Thúy1 Khoa Môi trường & Tài nguyên Thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ Thông tin chung: Ngày nhận: 19/07/2014 Ngày chấp nhận: 30/10/2014 Title: Study on treatment of slaughter house wastewater by a lab-scale coagulation and pilot coagulation sedimentation tank Từ khóa: Bể keo tụ - tạo bơng, keo tụ, lắng, nước thải lò giết mổ Keywords: Coagulation, coagulation sedimentation tank, sedimentation, slaughterhouse wastewater ABSTRACT The study on treatment of slaughter wastewater by coagulation was carried out by the lab-scale Jartester and a pilot coagulation sedimentation tank in order to evaluate the efficiency and to determine corresponding parameters for process designing and operation The wastewater used in this study was taken from the Food processing factory No in the Can Tho city; the coagulants used were Ferric chloride hexahydrate (FeCl3.6H2O) and Aluminum Sulfate Octadecahydrate (Al2(SO4)3.18H2O) The results from jartesting experiments showed that FeCl3.6H2O was of higher efficiency than Al2(SO4)3.18H2O; the coagulant dosage of 400 mg/L FeCl3.6H2O and 600 mg/L limestone could be considered economically and technically feasibile According to the coagulant dosage of 400 mg/L FeCl3.6H2O and 600 mg/L limestone, the removal efficiencies of SS, BOD, COD, TKN, and TP of pilot coagulation sedimentation tank were 79.54%, 64.75%, 70.61, 68.69%, and 71.33% respectively much higher than those without using chemicals The parameters of clarified wastewater were suitable to continue treated by biological processes TÓM TẮT Nghiên cứu xử lý nước thải lò giết mổ phương pháp keo tụ tiến hành qua thí nghiệm Jartest mơ hình bể keo tụ tạo bơng kết hợp lắng để đánh giá hiệu xác định số thông số liên quan đến vận hành thiết kế qui trình Đối tượng nghiên cứu nước thải từ lị giết mổ gia súc Xí nghiệp Chế biến Thực phẩm I, Thành phố Cần Thơ; hóa chất dùng để keo tụ phèn sắt FeCl3.6H2O phèn nhôm Al2(SO4)3 18H2O Các kết thí nghiệm Jartest cho thấy FeCl3.6H2O có hiệu keo tụ cao Al2(SO4)3.18H2O; liều lượng chất keo tụ 400 mg/L FeCl3.6H2O kết hợp 600 mg/L vôi liều lượng khả thi mặt kỹ thuật kinh tế Kết vận hành mơ hình bể keo tụ tạo bơng kết hợp lắng liều lượng 400 mg/L FeCl3.6H2O kết hợp 600 mg/L vôi cho hiệu suất loại bỏ SS, BOD, COD, TKN, TP 79,54%, 64,75%, 70,61, 68,69%, 71,33%; cao nhiều so với hiệu vận hành không sử dụng chất keo tụ Các thông số nước thải sau trình keo tụ - lắng đảm bảo điều kiện để tiếp tục đưa vào công đoạn xử lý sinh học 108 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 34 (2014): 108-118 nghiên cứu Sanchis et al (2003), Mahtab et al (2009) GIỚI THIỆU Hiện nay, kinh tế nước ta ngày phát triển, mức sống người dân ngày nâng cao nhu cầu thiết yếu tăng lên, đặc biệt thực phẩm nhu cầu thiếu Các hoạt động giết mổ gia súc, gia cầm diễn hàng ngày để đáp ứng sản phẩm chế biến từ thịt gia súc, gia cầm người dân Hoạt động giết mổ gia súc sử dụng nước hầu hết công đoạn giết, cạo lông, mổ moi ruột, xẻ thịt, làm lòng, rửa sàn Nước thải lò giết mổ chứa hàm lượng chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng ni-tơ chất béo cao (Banks & Wang, 2006; Kỷ Quang Vinh, 1999; Johns, 1995) Tuy nhiên hầu hết sở giết mổ gia súc chưa có hệ thống xử lý nước thải có vận hành chưa hiệu Nước thải trực tiếp gây ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí ảnh hưởng đến sức khỏe người dân khu vực xung quanh Xuất phát từ vấn đề “Nghiên cứu xử lý nước thải lò giết mổ phương pháp keo tụ quy mơ phịng thí nghiệm mơ hình bể keo tụ tạo kết hợp lắng” thực nhằm lựa chọn chất keo tụ xác định số thơng số vận hành thích hợp để đạt hiệu cao việc loại bỏ chất ô nhiễm nước thải giết mổ gia súc PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Thời gian, địa điểm đối tượng thực đề tài Nghiên cứu thực phịng thí nghiệm thuộc Bộ mơn Kỹ thuật Mơi trường, Khoa Môi trường Tài nguyên Thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ, từ tháng đến tháng 12 năm 2013 Vật liệu thí nghiệm nước thải lị giết mổ lấy từ cống xả nước thải Xí nghiệp Chế biến Thực phẩm I - đường Nguyễn Văn Cừ nối dài, phường An Khánh, quận Ninh Kiều, Thành phố Cần Thơ Thời gian lấy mẫu từ đến sáng hàng ngày Nước thải lò giết mổ gia súc xử lý dây chuyền cơng nghệ kết hợp q trình học, hóa lý, sinh học Trong cơng đoạn xử lý học lược, lắng, tuyển dùng giai đoạn xử lý sơ cấp để loại chất rắn, phần chất hữu chất béo để tạo điều kiện cho giai đoạn xử lý thứ cấp Các qui trình xử lý sinh học giai đoạn công đoạn thứ cấp dùng để loại bỏ chất hữu chất dinh dưỡng ni-tơ, phốt-pho (Lương Đức Phẩm, 2009; Lê Văn Cát, 2007; Banks & Wang, 2006; Johns, 1995) Việc sử dụng bể lắng sơ cấp để loại bỏ SS phần BOD nước thải tạo điều kiện để rút ngắn thời gian lưu tăng tải nạp cho bể xử lý sinh học, làm giảm chi phí xử lý (Metcalt & Eddy, 1991) Nếu tính theo chi phí bỏ để loại bỏ kg chất nhiễm hiệu đầu tư bể lắng sơ cấp cao loại bể khác (Kiely, 1997) Bể lắng sơ cấp loại bỏ 40 ÷ 70% SS, 25 ÷ 40% BOD, 20 ÷ 30% COD nước thải đầu vào; kết hợp keo tụ lắng hiệu suất tăng lên 60 ÷ 90% SS; 40 ÷ 70% BOD, 30 ÷ 60% COD (Metcalt & Eddy, 1991) Nhiều loại hóa chất sử dụng làm chất keo tụ phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O; phèn sắt Fe2(SO4)3, FeCl3; polyalumium chloride PAC (US Army Corps of Engineers, 2001) Hiệu trình keo tụ phụ thuộc vào pH, độ kiềm (alkalinity), mật độ hạt, hiệu điện ze-ta, lực hạt keo với nước, nhiệt độ mật độ ion âm nước thải (Lê Hoàng Việt & Nguyễn Võ Châu Ngân, 2014) Một số nghiên cứu liên quan đến sử dụng biện pháp keo tụ để xử lý nước thải lò giết mổ tiến hành 2.2 Phương pháp phương tiện nghiên cứu 2.2.1 Hóa chất thí nghiệm Hai loại hóa chất lựa chọn sử dụng nghiên cứu phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O (Aluminum Sulfate Octadecahydrate) phèn sắt FeCl3.6H2O (Ferric chloride hexahydrate) Cả hai loại phèn có xuất xứ Trung Quốc, độ tinh khiết ≥ 99% Nhằm bổ sung alkalinity cho nước thải, vôi bột công nghiệp - canxi carbonate CaCO3 - tinh khiết 98,5% Việt Nam sản xuất chọn để sử dụng 2.3 Phương tiện nghiên cứu Bộ Jartest Lovibon sử dụng để xác định liều lượng hóa chất cần thiết để keo tụ nước thải Bộ Jartest gồm có: Phần chứa mẫu: có chỗ cho beaker lít Hệ thống khuấy trộn: gồm cánh khuấy điều chỉnh vận tốc khuấy cố định thời gian khuấy Mơ hình bể keo tụ - lắng chế tạo thủy tinh (dày mm) để dễ quan sát q trình tạo bơng, lắng bơng cặn vận hành Mơ hình gồm ngăn: ngăn khuấy trộn hóa chất với nước thải đầu vào; 02 ngăn để tạo bơng cặn cuối 109 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 34 (2014): 108-118 ngăn lắng Kích thước bể mơ tả Hình 2.3.1 Phương pháp thí nghiệm Các thí nghiệm mơ hình tiến hành theo kiểu vận hành liên tục với liều lượng hóa chất, thời gian khuấy phù hợp (đã xác định từ thí nghiệm Jartest) Mẫu nước thải đầu vào đầu mơ hình thu để phân tích tiêu cần theo dõi Các thí nghiệm Jartest tiến hành theo hướng dẫn ASTM D 2035-80 Các thí nghiệm Jartest thực với vận tốc khuấy nhanh 150 vòng/phút vòng phút đồng thời cho hóa chất vào, khuấy chậm với vận tốc 50 vịng/phút 20 phút, sau tắt máy khuấy để lắng 30 phút, cuối lấy phần nước phân tích tiêu cần theo dõi, so sánh Các tiêu chất lượng nước theo dõi thí nghiệm bao gồm pH, độ đục, SS, BOD, COD, TKN TP phân tích phương pháp thiết bị hướng dẫn APHA, AWWA & WEF (2005) Hình 1: Sơ đồ kích thước bể keo tụ tạo bơng kết hợp lắng Cánh khuấy; Vách ngăn hướng dòng; Vách ngăn hướng dịng (thiết kế linh hoạt thay đổi vị trí nước vào); Lỗ dẫn nước vào; Máng tràn cưa; Lỗ dẫn nước ra; Lỗ xả bùn 110 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Phần A: Khoa học Tự nhiên, Cơng nghệ Mơi trường: 34 (2014): 108-118 Thí nghiệm 1: so sánh hiệu xử lý FeCl3 Al2(SO4)3 2.4 Các bước tiến hành thí nghiệm Đầu tiên nước thải lị giết mổ thu phân tích tiêu để định hướng cho việc lựa chọn liều lượng hóa chất làm thí nghiệm Tiến hành thí nghiệm Jartest định hướng với 02 loại phèn nêu để tìm khoảng liều lượng thích hợp 02 loại phèn làm sở tiến hành cho thí nghiệm thức Trong thí nghiệm định hướng theo dõi tiêu độ đục pH nước trước sau thí nghiệm Dựa liều lượng loại phèn cho hiệu keo tụ tốt thí nghiệm định hướng, tiến hành thí nghiệm Jartest cho 02 loại phèn liều lượng với lần lặp lại Trong thí nghiệm tiêu pH độ đục, tiêu COD tiến hành phân tích để đánh giá khả loại bỏ chất hữu biện pháp keo tụ Nước thải A mg/L Al2(SO4)3.18H2O A mg/L FeCl3.6H2O Chất keo tụ Quan sát, lấy phần nước phân tích tiêu COD, độ đục, pH So sánh chọn loại phèn có hiệu xử lý cao Hình 2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm so sánh phèn nhôm phèn sắt keo tụ cho biến thiên xung quanh khoảng liều lượng thí nghiệm với khoảng biến thiên nhỏ Thí nghiệm thực với lần lặp lại Độ đục pH đo để so sánh chọn liều lượng cho hiệu keo tụ tốt Thí nghiệm 2: xác định liều lượng chất keo tụ thích hợp Loại phèn lựa chọn từ thí nghiệm dùng để thực thí nghiệm Liều lượng chất Nước thải B mg/L A mg/L C mg/L Thay đổi liều lượng chất keo tụ Quan sát, lấy phần nước đo độ đục, pH So sánh chọn liều lượng phèn cho hiệu keo tụ tốt Hình 3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm định hướng liều lượng chất keo tụ thích hợp 111 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 34 (2014): 108-118 thức thực với lần lặp lại Đo độ đục, pH để chọn liều lượng vơi thích hợp cho q trình keo tụ Tiếp tục tiến hành thí nghiệm khoảng liều lượng thu hẹp xung quanh liều lượng chọn từ thí nghiệm định hướng liều lượng vơi cần bổ sung, nghiệm thức lặp lại lần Các tiêu độ đục, pH, COD phân tích so sánh để chọn liều lượng vơi thích hợp để vận hành mơ hình Thí nghiệm 3: xác định liều lượng vơi cần thiết để bổ sung alkalinity cho trình keo tụ Sử dụng liều lượng phèn thí nghiệm để tiến hành thí nghiệm định hướng liều lượng vơi thích hợp cho q trình keo tụ Trong thí nghiệm liều lượng vôi (CaCO3) thêm vào cốc 0, 200, 400, 600, 800, 1000 mg/L, nghiệm Nước thải mg/L vôi 200 mg/L vôi 400 mg/L vôi 600 mg/L vôi 800 mg/L vôi 1000 mg/L vôi Cố định liều lượng chất keo tụ (B mg/L), thay đổi liều lượng vôi Quan sát, lấy phần nước phía đo đạc độ đục, pH So sánh, chọn liều lượng vơi thích hợp cho q trình keo tụ (E mg/L) D mg/L vôi E mg/L vôi F mg/L vôi Cố định liều lượng chất keo tụ (B mg/L), thay đổi liều lượng vôi Quan sát, lấy phần nước phía phân tích COD, độ đục, pH Thí nghiệm định hướng liều lượng vơi khoảng liều lượng thu hẹp So sánh, chọn liều lượng vơi thích hợp cho q trình keo tụ Hình 4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm định hướng liều lượng vơi Thí nghiệm 4: thí nghiệm mơ hình Vận hành mơ hình với thơng số thu từ thí nghiệm (liều lượng phèn vơi, thời gian, vận tốc khuấy) Mơ hình hoạt động liên tục, nước thải đầu ổn định sau nửa tiến hành thu mẫu liên tiếp lần, lần thu mẫu cách Các tiêu theo dõi thí nghiệm bao gồm pH, độ đục, SS, BOD, COD, TKN TP 112 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 34 (2014): 108-118 Vận hành kiểm tra cải tạo mơ hình Vận hành thử nghiệm Vận hành thức Y mg/L phèn + vơi Kết đầu Hình 5: Thí nghiệm bể keo tụ tạo kết hợp lắng 2014), biện pháp keo tụ lắng giải pháp chọn để giảm nồng độ SS Nồng độ BOD, COD nước thải cao biến động lớn thời điểm khảo sát, tỷ lệ BOD/COD xấp xỉ 0,5 thấp, không đảm bảo hiệu xử lý sinh học TKN có nước cao, TP cao có giá trị trung bình biến động so với tiêu khác KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặc điểm nước thải lò giết mổ Để định hướng cho thơng số thí nghiệm, nước thải lị giết mổ lấy phân tích tiêu để đánh giá xem đặc điểm nước thải có phù hợp với phương án xử lý chọn hay không Mẫu nước thải lấy cống xả lò mổ vào lúc 4h30 sáng (thời điểm hoạt động giết mổ diễn nhiều nhất) phân tích tiêu pH, SS, độ đục, BOD, COD, TKN, TP pH thông số quan trọng q trình keo tụ tạo bơng, pH nước thải có ảnh hưởng trực tiếp đến q trình thủy phân chất keo tụ Kết đo đạc cho thấy pH biến động qua ngày khảo sát, nằm khoảng hoạt động tốt Al2(SO4)3.18H2O (pH từ 6,5 đến 8,5) FeCl3.6H2O (pH từ đến 11) (US Army Corps of Engineers, 2001) 3.2 Các kết Jartest 3.2.1 Thí nghiệm định hướng Bảng 1: Thành phần, đặc điểm nước thải Chỉ tiêu pH Độ đục SS BOD COD TKN TP Đơn vị NTU mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L Nồng độ trung bình (n = 3) 7,2 ± 0,04 356,0 ± 33,42 476,0 ± 56,97 928,5 ± 16,26 1886,4 ± 94,98 143,5 ± 8,00 24,4 ± 1,69 Trong thí nghiệm hai loại phèn Al2(SO4)3.18H2O FeCl3.6H2O thay đổi liều lượng khác 250; 300; 350; 400; 450; 500 mg/L Thí nghiệm tiến hành lần diễn tiến độ đục theo liều lượng phèn sử dụng làm sở xác định mốc liều lượng để tiến hành thí nghiệm Bảng cho thấy hàm lượng SS nước thải cao biến động lớn theo ngày Với nồng độ SS > 150 mg/L cần có biện pháp xử lý thích hợp để làm giảm lượng SS trước đưa vào hệ thống sinh học (Lê Hồng Việt & Nguyễn Võ Châu Ngân, 113 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 34 (2014): 108-118 25 Độ đục NTU 20 15 23,1 Độ đụcvào = 242 NTU Al2(SO4)3 FeCl3 11,6 10 9,98 5,28 5,19 5,78 4,02 1,94 1,87 5,76 9,91 3,32 250 300 350 400 Liều lượng phèn (mg/L) 450 500 Hình 6: Độ đục nước thải sau keo tụ liều lượng phèn nhôm phèn sắt khác cho độ đục thấp liều lượng 350 mg/L (4,02 NTU) nhiên nước thải sau lắng màu đỏ máu cho thấy khả làm tính ổn định hạt keo Al2(SO4)3 khơng tốt FeCl3 Nước thải nhiều máu đồng nghĩa với hàm lượng chất hữu nước thải cao Do đó, liều lượng phèn 400 mg/L chọn để làm thí nghiệm so sánh hiệu xử lý hai loại phèn Diễn tiến độ đục theo liều lượng phèn phù hợp với lý thuyết keo tụ Khi tăng liều lượng chất keo tụ hiệu tăng dẫn đến độ đục lại thấp, nhiên sử dụng liều độ đục tăng trở lại hạt keo nước thải tái ổn định (Metcalf & Eddy, 1991) Đối với phèn sắt liều lượng 400 mg/L cho độ đục thấp (1,87 NTU), nước thải khơng cịn màu đỏ máu Phèn nhơm 300 mg/L 250 mg/L 350 mg/L 400 mg/L 450 mg/L 500 mg/L Hình 7: Nước thải sau keo tụ phèn sắt thí nghiệm định hướng 250 mg/L 300 mg/L 350 mg/L 400 mg/L 450 mg/L 500 mg/L Hình 8: Nước thải sau keo tụ phèn nhơm thí nghiệm định hướng 114 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 34 (2014): 108-118 3.2.2 So sánh hiệu xử lý Al2(SO4)3 FeCl3 liều lượng 400 mg/L Thí nghiệm sử dụng liều lượng 400 mg/L cho 02 loại phèn tiến hành 03 lần lặp lại Các tiêu theo dõi độ đục COD Bảng 2: Độ đục COD nước thải trước sau keo tụ liều lượng 400 mg/L Đầu vào 240,67 1541 Al2(SO4)3 FeCl3 Đầu (n = 3) Hiệu suất (%) Đầu (n = 3) Hiệu suất (%) 2,9 ± 0,02 98,8 1,54 ± 0,23 99,36 Độ đục (NTU) 702 ± 8,00 54,45 330,33 ± 8,62 78,56 COD (mg/L) 3.2.3 Thí nghiệm xác định liều lượng FeCl Kết cho thấy hiệu keo tụ FeCl3 thích hợp Al2(SO4)3 cao, COD loại bỏ tốt FeCl3 (78,56%) cao Al2(SO4)3 (54,45%) Phân Các thí nghiệm trước cho thấy hiệu lắng tích thống kê cho thấy giá trị COD sau keo tụ khác FeCl3 cao khoảng liều lượng 400 mg/L nên biệt có ý nghĩa mức 5% Al2(SO4)3 FeCl3 thí nghiệm liều lượng FeCl3 chọn biến Vì vậy, FeCl3 chọn để thực thí thiên xung quanh giá trị 400 mg/L Thí nghiệm nghiệm thực liều lượng 370 mg/L, 400 mg/L, 430 mg/L 5,7 a a pH 5,6 a 1,8 pH 1,6 độ đục 1,4 1,2 5,5 0,8 5,4 0,6 Độ đục (NTU) 5,8 0,4 5,3 0,2 5,2 370 400 Liều lượng phèn (mg/L/) 430 Hình 9: Độ đục pH nước thải sau keo tụ liều lượng FeCl3 khác * Độ đục đầu liều lượng có chữ khác biệt khơng ý nghĩa Kết cho thấy tăng liều lượng FeCl3 pH độ đục nước thải giảm dần Phân tích thống kê cho thấy độ đục đầu liều lượng FeCl3 370 mg/L, 400 mg/L, 430 mg/L khơng khác biệt có ý nghĩa (5%) Ở liều lượng phèn sắt 430 mg/L, nước thải sau keo tụ có độ đục thấp đồng thời pH nước thải đầu giảm mạnh nên chọn liều lượng để xử lý tốn thêm chi phí cho việc điều chỉnh pH đầu chi phí xử lý bùn thải bỏ Do nồng độ SS, COD nước thải lò giết mổ biến thiên lớn theo ngày, để đảm bảo an toàn hiệu suất vận hành mơ hình thực tế sau này, liều lượng 400 mg/L FeCl3 chọn để làm thí nghiệm 3.3 Thí nghiệm xác định liều lượng vơi cần thiết cho q trình keo tụ Alkalinity yếu tố ảnh hưởng đến q trình keo tụ, nước thải có màu máu nên việc phân tích alkalinity phương pháp so màu quang phổ cho kết khơng xác Vì vậy, việc phân tích, tính tốn để đáp ứng nhu cầu alkalinity đến hiệu keo tụ thay thí nghiệm bổ sung alkalinity vơi Thí nghiệm chia thành 02 bước nhỏ: bước nhằm xác định khoảng liều lượng vôi để làm mốc cho thí nghiệm thức, bước xác định liều lượng vơi cần bổ sung Ở thí nghiệm liều lượng cố định FeCl3 400 mg/L, thay đổi liều lượng vôi Ở bước tiến hành lần theo dõi thông số độ đục pH nước thải sau keo tụ Bước tiến hành ba lần lặp lại theo dõi thông số COD nước thải sau keo tụ 115 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 34 (2014): 108-118 Hình 10: Biến thiên pH độ đục nước thải sau xử lý FeCl3 có kết hợp vơi liều lượng khác pH có xu hướng tăng liều lượng vơi tăng vơi tạo hệ đệm tốt trung hịa gốc a-xít sinh q trình keo tụ a-mơn bị ơ-xy hóa (Lê Hồng Việt & Nguyễn Võ Châu Ngân, 2014), liều lượng vôi chọn cho thí nghiệm sau 600 mg/L Khi bổ sung vôi độ đục nước thải giảm mạnh Ở liều lượng vôi 200 mg/L độ đục nước thải thấp nhất, độ đục tăng trở lại tăng dần liều lượng vôi; điều liều lượng vôi cao làm tăng chất hòa tan kết tủa nước thải Ở bước liều lượng vôi sử dụng biến thiên xung quanh liều lượng 600 mg/L, thí nghiệm tiến hành lần lặp lại Khi tăng liều lượng vôi từ 500 lên 700 mg/L nồng độ COD giảm Hiệu xử lý COD tăng nhiều tăng liều lượng vôi từ 500 mg/L lên 600 mg/L (tăng thêm 5,76%), nhiên tăng liều lượng vôi từ 600 mg/L lên 700 mg/L hiệu xử lý COD tăng thêm 0,82% Kết phân tích thống kê cho thấy COD có khác biệt có ý nghĩa (5%) ba liều lượng vôi khác nhau; 600 mg/L 700 mg/L COD khơng khác biệt có ý nghĩa (5%) Mặc dù, liều lượng vôi 200 mg/L 400 mg/L cho độ đục đầu thấp pH nước thải sau xử lý trình keo tụ thấp 6,5 không đủ điều kiện để đưa vào cơng đoạn xử lý sinh học Do đó, để đảm bảo pH thích hợp cho q trình xử lý sinh học để đảm bảo lượng alkalinity cho trình ni-trat hóa [cần khoảng 8,64 mg HCO3- cho mg Bảng 3: Giá trị COD (mg/L) trước sau trình keo tụ FeCl3 kết hợp vơi Liều lượng vôi (mg/L) 500 600 700 COD đầu vào (mg/L) 1987,63 1987,63 1987,63 COD đầu (mg/L) Lần Lần Lần 658,87 632,55 627,73 516,6 523,67 535,33 509,68 503,53 513,34 Trung bình 639,72±16,76 525,20±9,46 508,85±4,96 Hiệu suất (%) 67,82 73,58 74,40 Kết cho thấy nồng độ ô nhiễm nước thải đầu vào cao Khi vận hành mơ hình khơng có hóa chất hiệu suất loại bỏ SS cao (56,61%) lượng SS lại lớn 205 mg/L > 150 mg/L không phù hợp đưa vào hệ thống xử lý sinh học Do lượng SS giảm đáng kể nên BOD COD đầu giảm nhiều lớn, lắng khơng có hóa chất TKN, TP giảm Bên cạnh đó, màu nước thải cịn Tổng hợp kết thí nghiệm FeCl3 chọn làm chất keo tụ, liều lượng sử dụng 400 mg/L FeCl3 kết hợp với 600 mg/L CaCO3 3.4 Kết thí nghiệm mơ hình Mơ hình vận hành liên tục theo 02 nghiệm thức lắng khơng có keo tụ keo tụ kết hợp lắng Liều lượng hóa chất sử dụng liều lượng lựa chọn từ phần Vận hành mơ hình đến hoạt động ổn định tiến hành lấy mẫu để phân tích tiêu cần theo dõi, lấy mẫu lần, lần cách Khi vận hành mơ hình liều lượng 400 mg/L FeCl3 (có bổ sung 600 mg/L vơi) hiệu suất xử lý 116 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 34 (2014): 108-118 tăng lên đáng kể thể qua: hiệu suất xử lý SS 79,54%, lượng SS sau xử lý 96,67 mg/L < 150 mg/L đưa vào hệ thống xử lý sinh học Hiệu suất loại bỏ BOD, COD, TKN, TP cao, hiệu suất loại bỏ BOD 64,75%, COD 70,61%, TKN 68,69%, TP 71,33% Hiệu suất loại bỏ TKN TP cao hiệu suất loại bỏ SS tăng cao dẫn theo N P nằm chất rắn bị loại bỏ thêm, sản phẩm keo tụ hấp phụ NH4+ lắng xuống, phốt-pho bị kết tủa dạng Fe(PO4)3 lệ BOD/COD sau lắng tăng lên Tỉ lệ BOD/COD sau lắng có keo tụ không keo tụ 0,57 so với tỉ lệ BOD/COD nước thải đầu vào 0,47; tỉ lệ BOD/COD cao nâng cao hiệu xử lý sinh học Tỉ lệ nước thải sau keo tụ BOD : TKN : TP = 100 : 13,6 : 1,8 đủ để đảm bảo dưỡng chất N P cho vi sinh vật hệ thống xử lý sinh học Kết phân tích thống kê cho thấy tiêu so sánh theo cặp lắng có keo tụ khơng có keo tụ khác biệt có ý nghĩa (mức 5%) Do hiệu suất loại bỏ COD cao BOD nên tỷ 2000 1800 1600 1400 Đầu vào Nồng độ (mg/L) Đầu không sử dụng hóa chất 1200 Đầu có sử dụng chất hóa chất 1000 800 600 400 200 SS BOD COD Các tiêu TKN TP Hình 11: Nồng độ tiêu ô nhiễm trước sau xử lý không sử dụng hóa chất sử dụng 400 mg/L FeCl3 kết hợp 600 mg/L vôi xử lý cao gần tương đương với kết Jartest Nước thải đầu mơ hình thích hợp để tiếp tục xử lý biện pháp sinh học Điều chứng tỏ kết nghiên cứu ứng dụng vào thực tế 4.2 Đề xuất KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 4.1 Kết luận Một số kết luận rút từ kết nghiên cứu sau: Phèn sắt FeCl3.6H2O thích hợp để keo tụ nước thải lò giết mổ Nghiên cứu thực hai loại phèn FeCl3 Al2(SO4)3 Cần tiến hành nhiều loại hóa chất keo tụ khác để có thêm nhiều lựa chọn Nên sử dụng phèn sắt kết hợp với vôi để nâng cao hiệu xử lý cho pH đầu nằm khoảng thích hợp cho q trình xử lý sinh học theo sau Nghiên cứu thêm việc sử dụng loại polymer trợ keo tụ để so sánh hiệu giá thành Vận hành mơ hình liều lượng phèn 400 mg/L kết hợp với 600 mg/L vơi cho hiệu 117 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 34 (2014): 108-118 TÀI LIỆU THAM KHẢO APHA, AWWA & WEF (2005) Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21sr ed Ameriran Public Health Association, Washington, D.C ASTM - American Society for Testing and Materials (1995) Standard practice for coagulation - flocculation jar test of water E1-1994 R(1995), D 2035-80 In Annual book of ASTM standards, volume 11.02 Banks C J & Wang Z (2006) Treatment of Meat Wastes In Waste treatment in the food processing industry / edited by Lawrence K Wang et al CRC Press Taylor & Francis Group Johns M R (1995) Developments in wastewater treatment in the meat processing industry: A review Bioresource Technology, vol 54, (1995), 203-216 Elsevier Science Kiely G (1997) Environmental engineering McGrawHill Kỷ Quang Vinh (1999) Báo cáo phương án cải tạo hệ thống xử lý nước thải lò giết mổ gia súc TP Cần Thơ Trường Đại học Cần Thơ 118 Lê Hoàng Việt Nguyễn Võ Châu Ngân (2014) Giáo trình Kỹ thuật xử lý nước thải NXB Đại học Cần Thơ Lê Văn Cát (2007) Xử lý nước thải giàu hợp chất Nitơ Phospho NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ Hà Nội Lương Đức Phẩm (2009) Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học NXB Giáo dục 10 Mahtab A., M Tariq, T Shafiq, & A Nasir (2009) Coagulation/adsorption combined treatment of slaughterhouse wastewater Journal of desalination and waste treatment Taylor – Francis group 11 Metcalf & Eddy (1991) Wastewater engineering: treatment, disposal and reuse McGrawHill 12 Sanchis M I A., Jod Sez, Mercedes Uorbns, Antonio Soler, & Juan F Oltuiio (2003) Particle Size Distribution in Slaughterhouse Wastewater Before and After Coaguhtion-Flocculation Environmental Progress (V01.22, No.3) 13 US Army Corps of Engineers (2001) Engineering and design: Precipitation/Coagulation/ Flocculation EM 1110-1-4012 ... ? ?Nghiên cứu xử lý nước thải lò giết mổ phương pháp keo tụ quy mơ phịng thí nghiệm mơ hình bể keo tụ tạo bơng kết hợp lắng? ?? thực nhằm lựa chọn chất keo tụ xác định số thông số vận hành thích hợp để đạt... chất keo tụ, liều lượng sử dụng 400 mg/L FeCl3 kết hợp với 600 mg/L CaCO3 3.4 Kết thí nghiệm mơ hình Mơ hình vận hành liên tục theo 02 nghiệm thức lắng khơng có keo tụ keo tụ kết hợp lắng Liều... nghệ Môi trường: 34 (2014): 108-118 Vận hành kiểm tra cải tạo mơ hình Vận hành thử nghiệm Vận hành thức Y mg/L phèn + vơi Kết đầu Hình 5: Thí nghiệm bể keo tụ tạo bơng kết hợp lắng 2014), biện pháp