Đang tải... (xem toàn văn)
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).
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 NI LỢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP HĨA LÝ KẾT HỢP SINH HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC 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 NI LỢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP HĨA LÝ KẾT HỢP SINH HỌC Chun ngành: Khoa học Mơi trường Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. Trần Văn Quy TS. Trần Hùng Thuận Hà Nội – 2015 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hồn tồn trung thực và chưa có ai cơng bố trong một cơng 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 ni” do TS. Trần Hùng Thuận làm chủ nhiệm đề tài Học viên Nguyễn Quang Nam LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS TS. Trần Văn Quy Giảng viên khoa Mơi trường Đại học Khoa học Tự nhiên, TS Trần Hùng Thuận Giám đốc Trung tâm Cơng nghệ Vật liệu Viện Ứng dụng Cơng nghệ, đã nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ tơi hồn thành luận văn này. Tơi 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 tơi thực hiện luận văn này. Cảm ơn TS. Chu Xn Quang cán bộ Viện Ứng dụng Cơng nghệ, NCS. Nguyễn Sáng đã hướng dẫn và giúp đỡ tơi trong q trình thực hiện luận văn, cùng tồn thể cán bộ phòng Vật liệu Vơ cơ Trung tâm Cơng nghệ Vật liệu Viện Ứng dụng Cơng nghệ đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để tơi có thể hồn thành tốt luận văn này Tơi cũng xin gửi lời tri ân tới các thầy cơ giáo trong và ngồi khoa Mơi trường đã dìu dắt, truyền đạt kiến thức, dạy bảo tơi trong suốt thời gian theo học tại nhà trường Cuối cùng tơi xin cảm ơn gia đình, người thân bà bạn bè đã ln ủng hộ, động viên và giúp đỡ trong thời gian qua Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Học viên 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 ni 3 1.1.1. Đặc tính nước thải chăn ni 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 ni 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 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 ni 15 1.3.4. Các nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi 15 Hình 1.4. Mơ hình Ludzack – Ettinger loại bỏ nitơ sinh học 17 Hình 1.5. Mơ 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 2.1. Đôi t ́ ượng nghiên cứu 24 2.1. Đôi t ́ ượng nghiên cưu ́ 24 2.2. Phương phap nghiên c ́ ưú 24 2.2. Phương phap nghiên c ́ ưu ́ 24 2.2.1. Phương phap thu th ́ ập xử lý sô liêu ́ ̣ 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 q trình keo tụ ở giai đoạn tiền xử lý nước thải chăn ni 25 2.3.1. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến q trình keo tụ ở giai đoạn tiền xử lý nước thải chăn ni 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. Mơ 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 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 3.1. Đăc tinh cua n ̣ ́ ̉ ước thai chăn nuôi l ̉ 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 ni 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 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 q trình keo tụ ở giai đoạn xử lý tăng cường nước thải chăn ni lợn sau khi qua hệ thống sinh học kết hợp với lọc màng 53 3.5. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến q trình keo tụ ở giai đoạn xử lý tăng cường nước thải chăn ni 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 ni 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 nhơm đến hiệu suất xử lý 57 3.6. Đánh giá, so sánh hiệu quả và lựa chọn mơ hình tối ưu xử lý nước thải chăn ni . 59 3.6. Đánh giá, so sánh hiệu quả và lựa chọn mơ hình tối ưu xử lý nước thải chăn ni 59 Bảng 3.7. Đánh giá ưu nhược điểm của các giai đoạn xử lý 59 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 Q TRÌNH THÍ NGHIỆM 67 điện tích bề mặt các hạt keo trong mơi trường pH khác nhau [10]. Nhìn chung, hiệu suất xử lý độ màu của phèn sắt và phèn nhơm khơng chênh lệch nhau nhiều Theo dõi pH sau khi xử lý nhận thấy thay đổi khơng đáng kể: cùng ở pH ~ 5, sau xử lý với phèn sắt pH ~ 5,03, với phèn nhơm pH ~ 4,95 Hình 3.10. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý COD Q trình keo tụ cũng làm giảm COD đáng kể. Ở khoảng pH từ 4 – 5, hiệu suất xử lý COD của phèn sắt là cao nhất, từ 62, 7 – 68,3%. Trong khi đó, ở phèn nhơm là 41, 6 – 48,4% tại khoảng pH từ 5 – 6. Hiệu suất xử lý COD của phèn sắt nhìn chung cao hơn so với phèn nhơm. Kết quả này cũng phù hợp với kết quả nghiên cứu của Ahamed Fadel Ashery và cộng sự (2010): hiệu quả loại bỏ chất hữu cơ của phèn nhơm tốt nhất tại pH khoảng 5 – 6. Khi pH tăng, các chất humic sẽ dễ ion hóa hơn bởi vì các nhóm carboxyl sẽ mất proton và điện tích dương trên chất keo tụ kim loại sẽ giảm [1 2]. Do đó, cần nồng độ chất keo tụ lớn hơn tại các giá trị pH cao hơn 55 Như vậy, pH tối ưu của phèn sắt trong khoảng từ 4 đến 5, còn đối với phèn nhơm là pH trong khoảng 5 đến 6. 3.5.3. Ảnh hưởng nồng độ chất keo tụ Tiến hành thí nghiệm ảnh hưởng nồng độ chất keo tụ lần lượt tại các pH tối ưu của các chất keo tụ thu được ở phần trên Thí nghiệm với nồng độ phèn sắt tăng dần từ 500 – 2000 mg/L ở pH ~ 4 Kết quả thu được thể hiện trên Hình 3.11 Hình 3.11. Ảnh hưởng của nồng độ phèn sắt đến hiệu suất xử lý Khi tăng nồng độ phèn sắt từ 500 – 1500 mg/L, hiệu suất xử lý độ màu và COD khơng tăng mà ngược lại còn giảm, tuy nhiên giảm khơng đáng kể. Nhìn chung, dải nồng độ phèn sắt từ 500 – 1500 mg/L, hiệu suất xử lý khơng chênh lệch nhau nhiều và hiệu suất xử lý độ màu cao hơn COD. Khi tăng nồng độ lên 2000 mg/L, hiệu suất xử lý đã tăng lên đáng kể, đặc biệt là về độ màu, đạt 80%, còn COD thì tăng nhẹ, đạt 60,3%, tương ứng đầu ra 100 PtCo và 146 mg/L 56 Hình 3.12. Ảnh hưởng của nồng độ phèn nhơm đến hiệu suất xử lý Khác với phèn sắt, khi tăng nồng độ phèn nhơm, hiệu suất xử lý độ màu và COD đều có xu hướng tăng. Khi tăng đến nồng độ 2000 mg/L, hiệu suất xử lý độ màu vẫn có xu hướng tăng, nhưng hiệu suất COD lại giảm. Tại nồng độ 2000 mg/L, hiệu suất xử lý độ màu đạt 78,18%, COD đạt 61,78%, tương ứng đầu ra 120 PtCo và 94 mg/L Nhìn chung, phèn sắt và phèn nhơm có hiệu quả trong việc loại bỏ độ màu và COD trong xử lý nước thải chăn ni lợn. Tại nồng độ chất keo tụ 2000 mg/L, tiêu độ màu COD nước thải đạt tiêu chuẩn loại B QCVN 40:2011/BTNMT do bộ Tài ngun mơi trường quy định. Hiệu suất xử lý của 2 chất keo tụ khơng chênh lệch nhau nhiều, do đó lựa chọn phèn nhơm cho xử lý tăng cường nước thải đầu ra sau hệ MBR. Lý do lựa chọn là vì pH nước thải đầu ra của hệ MBR ở khoảng 7,8 – 8,5 sẽ tốn ít hóa chất để điều chỉnh về pH ~ 6. Và sau khi thêm hóa chất keo tụ vào, pH nước thải sẽ có thể giảm, tuy nhiên 57 thay đổi khơng đáng kể, do đó sẽ khơng phải bổ sung hóa chất để nâng pH lên đạt tiêu chuẩn đầu ra loại B 58 3.6. Đánh giá, so sánh hiệu quả và lựa chọn mơ hình tối ưu xử lý nước thải chăn ni Trên cơ sở nghiên cứu và phân tích các thí nghiệm xử lý nước thải chăn ni lợn, thực hiện so sánh và đánh giá ưu nhược điểm của từng giai đoạn từ đó đề xuất dây chuyền cơng nghệ phù hợp với điều kiện Việt Nam Bảng 3.7. Đánh giá ưu nhược điểm của các giai đoạn xử lý Đánh giá Ưu điểm Giai đoạn tiền xử lý (phèn sắt) Hiệu xử lý COD, SS cao Đơn giản trong vận hành Ít gây độc cho VSV cho giai đoạn tiếp theo Tốn chi phí hóa chất Hiệu quả xử lý N Nhượ và P chưa cao c điểm Giai đoạn sinh học kết hợp lọc màng MBA Tải trọng cao, có khả năng chịu biến động nước thải đầu vào Hiệu quả xử lý COD và N cao Giảm diện tích xây dựng do mật độ bùn hiếu khí cao và khơng cần bể lắng thứ cấp sau hiếu khí Giai đoạn xử lý tăng cường Xử lý triệt để COD và độ màu trong nước thải chăn ni, ngồi ra có thể xử lý phốtpho Chưa xử lý triệt để được COD Tốn chi phí và độ màu trong nước thải chăn hóa chất ni Khó kiểm sốt lượng bùn, ngăn lọc yếm khí dễ tắc, khó kiểm soát vận hành độc lập khi xử lý nước thải chăn nuôi Tốn lượng cho sục khí (cường độ sục lớn) Trên cơ sở phân tích đánh giá theo bảng trên và qua thực tế tìm hiểu các trang trại chăn ni lợn tập trung, dựa trên các yếu tố kinh tế xã hội và bảo vệ mơi trường các trại chăn ni. Trong luận văn tốt nghiệp, tác giả đề xuất áp dụng sơ đồ dây chuyền công nghệ như sau cho xử lý nước thải trại chăn nuôi lợn tập trung ở Việt Nam: 59 Nước thải chăn nuôi lợn Keo tụ với phèn sắt nồng độ 600 mg/L, pH = 8 Yếm khí Thiếu khí Hiếu khí kết hợp lọc màng Keo tụ với phèn nhơm nồng độ 2000 mg/L, pH = 6 mơi trường Dây chuyền cơng nghệ xử lý nước thải lựa chọn đáp ứng đầy đủ các yếu tố: chi phí đầu tư xây dựng khơng cao, chi phí vận hành thường xun thấp, thỏa mãn các tiêu chuẩn về mơi trường đối với ngành chăn ni. Tuy nhiên, cần phải có thêm các khảo sát tính tốn cho phù hợp với điều kiện của từng trang trại 3.7. Sơ bộ đánh khả năng áp dụng trong thực tế Hệ xử lý có thiết kế nhỏ gọn, do khơng cần bể lắng cấp hai và bể khử trùng dẫn đến giảm chi phí xây dựng cơ bản và giải phóng mặt bằng, hệ quả là giảm phí thời gian khơng xác định, tăng hiệu quả kinh tế Do mật độ sinh khối trong bồn phản ứng cao tới 1 1,5% nên một mặt năng xuất xử lí tăng khoảng 5 7 lần so với BHT, điều này đồng nghĩa với việc giảm khối tích và chi phí xây dựng, chi phí mặt bằng như đã nêu; mặt khác cho phép lưu bùn lâu và phân huỷ bùn ngay trong bể phản ứng dẫn đến giảm lượng và chi phí xử lí bùn thải Tăng cường chất lượng nước ra tới mức cao nhất hiện nay , đặc biệt về khía cạnh các chỉ tiêu vi sinh, điều này cho phép tái sử dụng nước xử lí để giảm thiểu chi phí nước sạch cho các mục đích cơng cộng như tưới cây, rửa phố, rửa xe Cơng nghệ dễ dàng được triển khai dưới dạng modul cho cơng suất khơng hạn chế với chế độ tự động hố hợp lý, giảm thiểu sự phụ thuộc vào người vận hành, dễ dàng mở rộng cơng suất 60 61 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ KẾT LUẬN 1. Nước thải chăn ni lợn lấy tại xóm Múi – xã Bích Hòa – huyện Thanh Oai – Hà Nội có đặc điểm COD, nitơ, phốtpho, Coliform… cao gấp nhiều lần so với quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT), cột B: TSS cao gâp 8 ́ 0 300 lâǹ ; COD gấp 20 60 lần; BOD5 gâṕ 40 – 70; NH4+N cao gâṕ 10 50 lâǹ ; TP cao gấp 10 20 lần; Coliform cao gâṕ 190 – 250 lần 2. Tiền xử lý nước thải chăn ni bằng chất keo tụ phèn sắt với nồng độ từ 600 đến1000 mg/L cho hiệu quả xử lý COD, SS cao, ổn định chất lượng nước đầu vào giai đoạn sinh học và ít độc với vi sinh. Đã lựa chọn điều kiện vận hành giai đoạn tiền xử lý với nồng độ phèn sắt là 600 mg/L, tại pH 8 loại bỏ một phần chất hữu cơ, SS, giảm tải cho hệ xử lý sinh học tiếp theo, nhưng vẫn đảm bảo tỷ lệ COD/NH4+N > 5. Kết quả cho thấy, nước thải chăn ni lợn sau khi tiền xử lý bằng chất keo tụ phèn sắt Fe2(SO4)3, nồng độ 600 mg/L, pH 8 đưa vào hệ sinh kết hợp màng lọc MBR cho hiệu quả loại bỏ COD cao hơn là 92,7 97,9% 3. Việc bố trí hệ xử lý sinh học nhiều giai đoạn: yếm khí, thiếu khí, hiếu khí kết hợp màng lọc để xử lý nước thải chăn ni lợn giàu chất dinh dưỡng cho hiệu quả rất khả quan. Hiệu quả xử lý COD, NH4+N, NO3N, PO43P và Coliform lần lượt là: 85 92,8%; 93,0 96,5%; 40 72,5%; 79 91% và 99,97 99,98% 4. Xử lý tăng cường bằng phương pháp keo tụ với phèn nhôm và phèn sắt ở nồng độ 2000 mg/L, nước thải đầu ra đã đáp ứng được các tiêu chuẩn độ màu và COD theo QCVN 40:2011/BTNMT, cột B. Lựa chọn phèn nhơm cho giai đoạn xử lý tăng cường do đáp ứng được tiêu chuẩn nước thải đầu ra và tiết kiệm chi phí hóa chất 62 5. Đã đề xuất dây chuyền cơng nghệ xử lý nước thải chăn ni lợn: Nước thải chăn ni lợn Keo tụ với phèn sắt nồng độ 600 mg/L, pH ~ 8 Yếm khí Thiếu khí Hiếu khí kết hợp lọc màng Keo tụ với phèn nhôm nồng độ 2000 mg/L, pH ~ 6 môi trường KHUYẾN NGHỊ Cần nghiên cứu thêm hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi bằng các chất keo tụ khác. Ảnh hưởng cụ thể của từng chất keo tụ đến giai đoạn sinh học Cần nghiên cứu cụ thể sâu hơn đánh giá đặc tính nước thải đầu vào đến q trình xử lý sinh học: nồng độ chất ơ nhiễm trong nước thải đầu vào ảnh hưởng tới thời gian lưu; nhiệt độ, pH, hóa chất…ảnh hưởng đến q trình xử lý sinh học Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải chăn ni trong giai đoạn sinh học với các kỹ thuật phản ứng khác nhau 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Bùi Xn An (2007), Nguy cơ tác động đến mơi trường và hiện trạng quản lý chất thải trong chăn ni vùng Đơng Nam Bộ Đại học Nơng Lâm, TP. Hồ Chí Minh Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (2012), Báo cáo kết quả thực hiện kế hoạch 12 tháng năm 2012 ngành nông nghiệp và phát triển nông thôn, Hà Nội Lê Văn Cát (2007), Xử lý nước thải giàu hợp chất Nitơ và Phốtpho. NXB Khoa học Tự nhiên và Cơng nghệ, Hà Nội Cục chăn ni Bộ Nơng nghiệp và Phát triển Nơng thơn (2010), Báo cáo bảo vệ mơi trường trong hoạt động chăn ni giai đoạn 20062010 và định hướng đến năm 2020, Hà Nội Bùi Hữu Đồn (2011), Quản lý chất thải chăn ni, NXB Nơng Nghiệp, Hà Nội Đào Lệ Hằng (2008), “Chăn ni trang trại – thực trạng và giải pháp”, Thơng tin chun đề nơng nghiệp và PTNT, 04, Tr. 57. Quyết định số 10/2008/QĐTTg ngày 16 tháng 1 năm 2008 của Thủ tướng chính phủ về việc phê duyệt chiến lược phát triển chăn ni đến năm 2020 Phùng Đức Tiến, Nguyễn Duy Điều, Hồng Văn Lộc, Bạch Thị Thanh Dân (2009), “Đánh giá thực trạng ơ nhiễm mơi trường trong chăn ni” Tạp chí chăn ni , 04, Tr. 1016 Trần Hùng Thuận (2012), Thuyết minh đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển cơng nghệ Nghiên cứu chế tạo modul màng lọc polyme hợp khối phục vụ xử lý nước thải chăn ni, Viện Ứng Dụng Cơng Nghệ Bộ Khoa 10 học Cơng nghệ, Hà Nội Văn Hữu Tập, Trịnh Văn Tun, Nguyễn Hồi Châu (2012), “Nghiên cứu tiền xử lý làm giảm COD và màu nước rỉ rác bãi chơn lấp rác bằng q 11 trình keo tụ”, Tạp chí Khoa học và Cơng nghệ, 50 (2B), Tr. 169175 Vũ Đình Tơn, Lại Thị Cúc, Nguyễn Văn Duy (2008), “Đánh giá hiệu quả 64 xử lý chất thải bằng bể biogas của một số trang trại chăn ni lợn vùng đồng bằng sống hồng” Tạp chí Khoa học và Phát triển,VI (6), Tr. 556561 TIẾNG ANH 12 Ahamed Fadel Áshery, Kamal Radwan and Mohamed I.Gar AlAlm Rashed (2010), “The effect of pH control on turbidity and NOM removal in conventional water treatment”, Fifteeth International Water Technology 13 Conference, IWTC 15, Alexandria, Egypt Ancheng Luo; Jun Zhu; Pius M Ndegwa (2002), “Removal of Carbon, Nitrogen, and Phosphorus in Pig Manure by Continuous andIntermittent Aeration at Low Redox Potentials”, Biosystems Engineering, 82(2), pp. 209– 14 215 J. Dosta, J. Rovira, A. Galí, S. Macé, J. MataÁlvarez (2008), “Integration of a Coagulation/Flocculation step in a biological sequencing batch reactor for COD and nitrogen removal of supernatant of anaerobically digested piggery 15 16 wastewater”, Bioresource Technology, 99, pp. 5722–5730 FAO (2012), “World Food outlook”, Global martket analysis, Rome Ignacio de Godos, Héctor O Guzman, Roberto Soto, Pedro A García Encina, Eloy Becares, Rẳl Moz, Virginia A Vargas (2011), “Coagulation/flocculationbased removal of algal–bacterial biomass from 17 piggery wastewater treatment”, Bioresource Technology, 102, pp. 923–927 H Kim, H.S.Kim, I.T.YeomandY.B.Chae (2005), "Application of membrane bioreactor system with fullscale plant on livestock wastewater" 18 Water Science&technology, 51 (67), pp. 465471 Hee Seok Kim, YonuKyoo Choung, Soojeung Ahn and Hae Seok Oh (2008), "Enhancing nitrogen removal of piggery wastewater by membrane bioreactor combined with nitrification reactor" Desalination, 223, pp. 194 19 204 P.H. Liao, Y. Gao and K.V. Lo (1993), “Chemical precipitation of phosphate and ammonia from swine wastewater”, Biomass and Bioenergy, 4 (5), pp. 65 20 365371 B. Libecki, J. Dziejowski (2008), “Optimization of humic acids coagulation with aluminum and ion (III) salts”, Polish J. of Environ. Stud. 17 (3), pp. 397 21 – 403 W.J. Powers (1993), Effects of variable sources of distillers dried grains plus soluble on milk yield, composition and manure characteristics of lactating 22 dairy cows, Florida, Gainsville.: M.S. Thesis, University Thipsuree Kornboonraksa, Seung Hwan Lee (2009), “Factors affecting the performance of membrane bioreactor for piggery wastewater treatment”, Bioresource Technology, 100, pp. 2926–2932 66 PHU LUC ̣ ̣ HÌNH ẢNH TRONG Q TRÌNH THÍ NGHIỆM Hình 1. Hệ thống xử lý nước thải chăn ni lợn bằng kỹ thuật xử lý sinh học kết lợp màng vi lọc polyme (a) Hình 2. (a) Nước thải đầu vào trước xử lý 67 (b) (b) Nước thải đầu ra sau xử lý Hình 3. Lấy mẫu nước thải chăn ni tại hộ gia đình xóm Mui ́ xa Bich Hoa– hun Thanh Oai – Ha Nơi ̃ ́ ̀ ̣ ̀ ̣ 68 Hình 4: Thí nghiệm tiền xử lý nước thải chăn ni lợn 69 ... 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 NI LỢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP HĨA LÝ KẾT HỢP SINH HỌC Chun ngành: Khoa học Mơi trường... ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước thải chăn ni 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 ... chứ chưa đạt được các tiêu chuẩn thải theo quy định của tiêu chuẩn ngành chăn ni [9] Chính vì vậy, việc chọn và thực hiện đề tài: Nghiên cứu nâng cao hiệu xử lý nước thải chăn ni lợn bằng phương pháp hóa lý kết hợp sinh