Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau bể biogas bằng bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy ngang (HF) quy mô phòng thí nghiệm tại Thái Nguyên. Mô hình thí nghiệm gồm: thùng cao vị (24L), bãi lọc HF1 trồng cây thủy trúc LxBxH=(1,05x0,3x0,6)m, bãi lọc HF2 không trồng cây LxBxH =(0,6x0,3x 0,5)m. Vật liệu lọc gồm sỏi lọc (d=1- 2cm), sỏi đỡ (d=2-4cm).
TNU Journal of Science and Technology 227(08): 78 - 86 RESEACH THE ABLILTY OF SWINE FARM WASTEWATER TREATMENT TREATED BY BIOGAS BY HORIZONTAL SUB SURFACE FLOW CONSTRUCTED WETLAND PILOT MODEL IN THAI NGUYEN PROVINCE Vi Thi Mai Huong*, Hoang Le Phuong TNU - University of Technology ARTICLE INFO ABSTRACT The report represents the results researching the ability to treat swine farm Received: wastewater treated by biogas by horizontal sub surface flow constructed Revised: wetlands (HF) in pilot model in Thai Nguyen province The model include: a wastewater tank (24L), HF1 planted Cyperus alternifolius LxBxH = Published: (1.05x0.3x0.6)m, HF2 not planted tree LxBxH =(0.6x0.3x 0.5)m Material filters concluded filter gravel (d=1-2cm) and support gravel (d=2-4 cm) Flow KEYWORDS rates were 12 L/day and L/day into HF1 and HF2 respectively The model Constructed wetlands was operated from 02/10/2018 to 30/11/2018 The average values of pH, Swine farm wastewater COD, NH4+, PO43- of wastewater into models were 7.04±0.18; 701.76±33.21 mg/L; 740.67±18.57 mg/L; 56.58±4.11 mg/L respectively After 47 days Wastewater treatment operating the constructed wetlands reached stable removal The average values Swine farm wastewater treatment of pH, COD, NH4+, PO43- in wastewater treated of HF1 and HF2 were Horizontal sub surface flow 7.2±0.32; 219.36±8.77 mg/L; 428.30±3.00 mg/L; 31.62±1.79 mg/L and constructed wetland 7.2±0.23; 404.57±5.57 mg/L; 503.67±3.16 mg/L; 37.38±2.49 mg/L respectively and the average removals of COD, NH4+, PO43- were 69.03%; 42.76%; 43.28% and 42.88%; 32.72%; 32.99% respectively HF planted trees archived higher removal than HF not planted trees with all analysis parameters NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN SAU BỂ BIOGAS BẰNG MƠ HÌNH BÃI LỌC NGẦM TRỒNG CÂY DÒNG CHẢY NGANG TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN VỚI QUY MƠ PHỊNG THÍ NGHIỆM Vi Thị Mai Hương*, Hồng Lê Phương Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Ngun THƠNG TIN BÀI BÁO TĨM TẮT Bài báo trình bày kết nghiên cứu khả xử lý nước thải chăn nuôi lợn Ngày nhận bài: sau bể biogas bãi lọc ngầm trồng dòng chảy ngang (HF) quy mơ Ngày hồn thiện: phịng thí nghiệm Thái Ngun Mơ hình thí nghiệm gồm: thùng cao vị (24L), bãi lọc HF1 trồng thủy trúc LxBxH=(1,05x0,3x0,6)m, bãi lọc HF2 Ngày đăng: không trồng LxBxH =(0,6x0,3x 0,5)m Vật liệu lọc gồm sỏi lọc (d=12cm), sỏi đỡ (d=2-4cm) Lưu lượng nước thải vào bãi lọc HF1 HF2 tương TỪ KHÓA ứng 12 L/ngày L/ngày, thời gian lưu nước ngày Mơ hình vận hành Bãi lọc trồng từ 02/10/2018 đến 30/11/2018 Nước thải vào mơ hình có giá trị trung bình Nước thải chăn nuôi lợn thông số pH, COD, NH4+, PO43- tương ứng 7,04±0,18; 701,76±33,21 mg/L; 740,67±18,57 mg/L; 56,58±4,11 mg/L Sau 47 ngày vận hành, bãi Xử lý nước thải lọc đạt hiệu suất xử lý ổn định Giá trị trung bình thơng số pH, COD, Xử lý nước thải chăn nuôi lợn NH4+, PO43- nước thải sau xử lý bãi lọc HF1 HF2 tương ứng Bãi lọc ngầm trồng dòng chảy 7,2±0,32; 219,36±8,77 mg/L; 428,30±3,00 mg/L; 31,62±1,79 mg/L ngang 7,2±0,23; 404,57±5,57 mg/L; 503,67±3,16 mg/L; 37,38 ±2,49 mg/L Hiệu suất xử lý trung bình bãi lọc HF1 HF2 với thông số COD, NH4+, PO43- tương ứng 69,03%; 42,76%; 43,28% 42,88%; 32,72%; 32,99% Bãi lọc HF trồng có hiệu suất xử lý cao so với bãi lọc HF không trồng với hầu hết thơng số phân tích DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.5514 * Corresponding author Email:vimaihuong@tnut.edu.vn http://jst.tnu.edu.vn 78 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(08): 78 - 86 Giới thiệu Trong năm gần đời sống nhân dân ta không ngừng cải thiện nâng cao Nhu cầu tiêu thụ thịt (trong chủ yếu thịt lợn) ngày tăng số lượng chất lượng, thúc đẩy ngành chăn nuôi lợn ngày phát triển Không phát triển với quy mô nhỏ, lẻ hộ gia đình, mà ngành hình thành trang trại chăn nuôi với quy mô hàng trăm đến hàng nghìn đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng, thu hút lao động dư thừa nông nghiệp nâng cao thu nhập kinh tế cho người dân Bên cạnh mặt tích cực, ngành chăn nuôi lợn gây nhiều vấn đề ảnh hưởng đến mơi trường nước, đất, khơng khí, dịch bệnh, ảnh hưởng đến sức khỏe người dân Đặc biệt nước thải có mức độ nhiễm cao có hàm lượng chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P, vi sinh vật gây bệnh lớn Giá trị COD, TN, TP, SS coliform nước thải chăn nuôi lợn thịt cao, với giá trị tương ứng 2500-12.120 mg/L, 185-4539, 28-831, 190–5830 mg/L 4x104-108 MPN/100 mL [1] Các công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi lợn áp dụng phổ biến Việt Nam biogas hồ sinh học Trong đó, biogas công nghệ sử dụng phổ biến từ quy mơ hộ gia đình đến quy mơ lớn trang trại Với quy mơ hộ gia đình, đa số nước thải xử lý qua bể biogas xả môi trường Với quy mô trang trại, có số trang trại áp dụng biện pháp xử lý nước thải kết hợp công nghệ biogas với hồ sinh học Biogas giúp kiểm soát phần lớn mùi hôi, giảm lượng chất ô nhiễm nước thải tạo khí sinh học làm nhiên liệu Tuy nhiên, nước thải chăn nuôi sau xử lý qua bể Biogas chưa đạt quy chuẩn QCVN 62-MT:2016 BTNMT nước thải chăn nuôi để phép thải vào nguồn tiếp nhận [1] Theo nghiên cứu Nguyễn Thị Hồng, Phạm Khắc Liệu (2012), nước thải chăn nuôi lợn sau bể Biogas hộ gia đình Thừa Thiên Huế có nồng độ thơng số BOD5, COD, TKN TP tương ứng 192-582 mg/L; 264-789 mg/L; 335-712 mg/L 122-492 mg/L [2] Mặt khác, thực tế nhiều hộ chăn nuôi hay trang trại thường xảy tình trạng bể Biogas bị hoạt động tải làm giảm khả xử lý Nghiên cứu đánh giá hiệu xử lý nước thải chăn nuôi lợn vùng đồng sông Hồng sau bể biogas Vũ Đình Tơn, Lại Thị Cúc, Nguyễn Văn Duy cho thấy cần tiếp tục xử lý dòng thải sau bể biogas trước thải vào nguồn tiếp nhận [3] Bãi lọc trồng (BLTC) công nghệ xử lý nước thải (XLNT) điều kiện tự nhiên, thân thiện mơi trường với chi phí xây dựng vận hành thấp, vận hành đơn giản Trên giới, BLTC nghiên cứu ứng dụng xử lý nhiều loại nước thải khác nước thải sinh hoạt, đô thị, nước rỉ rác, công nghiệp, nông nghiệp, nước bão… [4] BLTC có hiệu suất xử lý cao với chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, vi sinh vật gây bệnh; đồng thời xử lý phần hợp chất dinh dưỡng N, P, kim loại nặng có nước thải [4] Tại Việt Nam, nghiên cứu ứng dụng BLTC xử lý nước thải chăn ni cịn hạn chế, gây khó khăn cho việc ứng dụng công nghệ thực tế Các nghiên cứu khảo sát bước đầu đánh giá khả xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau biogas công nghệ BLTC cho thấy tiềm việc ứng dụng công nghệ Nghiên cứu Bùi Thị Kim Anh cộng (2019) bước đầu khảo sát, đánh giá khả ứng dụng BLTC để xử lý nước thải chăn ni lợn sau biogas mơ hình thí nghiệm vận hành gián đoạn theo mẻ Kết nghiên cứu cho thấy, sử dụng BLTC trồng sậy lớp vật liệu vỏ trấu, đá vôi, sỏi để xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau biogas Nước thải sau xử lý có pH ổn định khoảng từ 6,9-7,2 sau 168h hiệu suất xử lý TSS, COD, tổng ni tơ, Amoni tổng P 78%; 74,6%; 67,1%; 74,2% 86% [5] Nghiên cứu Phan Nguyễn Tường cộng (2020) sử dụng công nghệ lọc sinh học kết hợp bể lọc thực vật Mơ hình thí nghiệm vận hành liên tục tháng, thời gian lưu nước bể lọc 24h Kết thí nghiệm cho thấy, cơng nghệ làm giảm nồng độ chất ô nhiễm BOD, TSS, amoni cách hiệu tiềm việc áp dụng để xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas Hiệu xử lý tốt đạt qua bể lọc thực vật với BOD, amoni, TSS độ đục tương ứng 45%, 70%, 80% 50% [6] Tuy nhiên sau thời gian chạy, hệ thống cần rửa lại bể bị cặn lắng đọng lại gây tắc nghẽn đầu [6] http://jst.tnu.edu.vn 79 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(08): 78 - 86 Để đánh giá khả áp dụng công nghệ BLTC xử lý nước thải chăn nuôi điều kiện tự nhiên tỉnh Thái Nguyên xác định thời gian khởi động cần thiết cho hệ thống hoạt động đạt hiệu xử lý ổn định, nhóm tác giả tiến hành nghiên cứu thử nghiệm Mơ hình thí nghiệm đặt phịng thí nghiệm Kỹ thuật Mơi trường Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Nước thải chăn nuôi lợn lấy sau bể Biogas hộ gia đình gần để chạy thử nghiệm Phương pháp vật liệu nghiên cứu 2.1 Mơ hình thí nghiệm Sơ đồ mơ hình thí nghiệm thể Hình Hình Nước thải vào mơ hình Thùng cao vị Bãi lọc HF trồng (HF1) Nước thải sau xử lý Bãi lọc HF không trồng (HF2) Hình Sơ đồ bố trí mặt mơ hình thí nghiệm Hình Sơ đồ cấu tạo mơ hình thí nghiệm Chú thích: (1) Bể cao vị (V=24 lít; (2) Cây thủy trúc; (3) Ống thu nước (4) Bãi lọc HF Nước thải sau lấy để lắng nhằm ổn định lắng phần cặn dễ lắng có nước thải Sau đó, nước thải cấp vào bể cao vị, sau cấp vào hai bãi lọc HF trồng LxBxH=(1,05x0,3x0,6)m HF không trồng LxBxH=(0,6x0,3x 0,5)m theo định lượng xác định qua van điều chỉnh lưu lượng Trong thời gian lưu bãi lọc nhờ trình lắng, lọc qua lớp vật liệu lọc, q trình phân hủy kỵ khí, hiếu khí thiếu khí vi sinh vật sống lớp vật liệu lọc, trình hấp thụ thực vật trồng bãi lọc phần lớn chất rắn lơ lửng, hợp chất hữu xử lý phần chất dinh dưỡng nitơ, photpho vi sinh vật gây bệnh xử lý 2.2 Thời gian địa điểm nghiên cứu Mơ hình thí nghiệm đặt khu Phịng thí nghiệm Kỹ thuật Môi trường Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thời gian vận hành mơ hình thí nghiệm từ 02/10/2018 đến ngày 30/11/2018 Nước thải cấp cho mơ hình lấy từ nước thải chăn nuôi lợn xử lý qua bể biogas hộ chăn ni xóm Cầu Thơng - phường Tích Lương - Thành phố Thái Ngun Gia đình ni với quy mơ 60 lợn thịt, lưu lượng nước thải trung bình khoảng 1,5-2 m3/ngày Nước thải thu gom dẫn vào bể biogas để xử lý trước thải môi trường 2.3 Vận hành mơ hình Mơ hình thí nghiệm vận hành qua bước sau: http://jst.tnu.edu.vn 80 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(08): 78 - 86 - Bước 1: Chuẩn bị vật liệu lọc: gồm có sỏi đỡ (d = 4÷5cm), sỏi lọc (d = 1÷ 2cm) Vật liệu lọc rửa sạch, phơi khơ sau nạp vào bãi lọc HF theo thiết kế - Bước 2: Trồng cây: Lựa chọn trồng bãi lọc thủy trúc Chọn khóm non, trẻ, khỏe, khơng bị sâu bệnh, kích thước tương đối giống nhau, xanh tươi Thủy trúc lấy sau cắt bỏ phần ngọn, để lại phần gốc rễ dài khoảng 10–15 cm, tách thành khóm gồm 3-4 trồng xuống lớp sỏi lọc sâu khoảng cm, khoảng cách theo chiều dọc, chiều ngang 15 cm - Bước 3: Cấp nước vào mơ hình: Nước thải lấy để lắng cấp đầy bồn cao vị, sau cấp vào BLTC với lưu lượng 0,5 L/h Thời gian lưu nước bãi lọc ngày - Bước 4: Duy trì mơ hình: Thời gian nạp nước thải 02/10/2018 Hằng ngày vào 8h sáng tiến hành cấp nước cho mô hình, chăm sóc cho bén rễ phát triển Trong ngày đầu, nước thải chưa vào đầy mơ hình, thủy trúc trồng bể chăm sóc cách phun nước tạo độ ẩm hàng ngày Các chồi bắt đầu nảy lên phát triển thành chồi non sau 15 – 20 ngày 2.4 Kế hoạch lấy mẫu Mẫu nước lấy vị trí: Mẫu nước thải vào mơ hình (Mẫu M1); Mẫu nước thải khỏi bãi lọc HF trồng (Mẫu M2); Mẫu nước thải khỏi bãi lọc HF không trồng (Mẫu M3); Thơng số phân tích:pH, COD, NH4+, PO43- Tần suất lấy mẫu: Tiến hành lấy mẫu phân tích vào sáng hàng ngày Thơng số pH COD lấy mẫu phân tích từ ngày 11/10/2018 đến 29/11/2018 suất ngày/lần Thông số NH4+ PO43- lấy mẫu phân tích từ ngày 03/11/2018 đến 29/11/2018 tần suất ngày/lần 2.5 Phương pháp nghiên cứu Mẫu nước thải lấy theo TCVN 6663-1:2011 Để đánh giá hiệu xử lý mơ hình, nhóm tác giả lựa chọn phân tích thơng số pH, COD, NH4+, PO43- Vì thơng số đánh giá thay đổi đặc trưng nước thải nghiên cứu, đồng thời cho kết phân tích nhanh chóng Thơng số pH đo máy đo pH cầm tay Model: HI 98107 Hanna – USA Thơng số COD phân tích theo TCVN 6491:1999 Các thông số NH4+, PO43- xác định theo sử dụng kit đo nhanh nồng độ NH3/NH4+ PO43- hãng Sera Kết nghiên cứu thảo luận 3.1 Sự thay đổi pH nước thải qua cơng trình mơ hình thí nghiệm Nước thải vào mơ hình có pH trung tính ổn định, dao động khoảng từ 6,7 – 7,4, trung bình 7,04±0,18 Nước thải khỏi bãi lọc HF trồng HF khơng trồng có pH trung tính, dao động khoảng từ 6,5–7,5 6,7–7,5 trung bình 7,2±0,32 7,2±0,23 tương ứng Các giá trị nằm khoảng giới hạn cho phép QCVN 62MT:2016/BTNMT Như vậy, nước thải sau xử lý bãi lọc HF mơ hình có pH trung tính ổn định suốt thời gian thí nghiệm 3.2 Hiệu xử lý COD qua công trình xử lý mơ hình thí nghiệm Kết phân tích thay nồng độ COD mẫu phân tích hiệu suất xử lý nước thải cơng trình mơ hình thí nghiệm thể đồ thị Hình Hình Từ kết phân tích đồ thị Hình 3, Hình cho thấy: Nước thải vào mơ hình có nồng độ COD cao, dao động từ 604,16 – 764,94 mg/L, trung bình 701,76 ±33,21 mg/L vượt QCVN 62-MT:2016/BTNMT cột B cột A trung bình tương ứng từ 2,34 7,06 lần Như vậy, nước thải vào mơ hình có mức nhiễm cao chất hữu dễ phân hủy chứa phân, nước tiểu thức ăn thừa lợn Mặc dù nước thải http://jst.tnu.edu.vn 81 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(08): 78 - 86 xử lý qua Biogas hàm lượng chất hữu cao, cần phải thu gom xử lý tiếp trước thải vào nguồn nước tiếp nhận Hình Sự thay đổi nồng độ COD nước thải qua công trình mơ hình thí nghiệm Hình Hiệu suất xử lý COD cơng trình mơ hình thí nghiệm Hiệu suất xử lý COD bãi lọc HF trồng HF khơng trồng có thay đổi qua giai đoạn sau: - Giai đoạn (từ ngày 02/10/2018 đến 23/10/2018): Nồng độ COD nước thải khỏi bãi lọc HF trồng dao động khoảng 467,91 mg/L đến 566,80 mg/L, trung bình 518,83 mg/L tương ứng với hiệu suất xử lý dao động khoảng 24,10% đến 28,56% trung bình 25,72% Nồng độ COD nước thải khỏi bãi lọc HF không trồng dao động khoảng 482,19 mg/L đến 570,97 mg/L, trung bình 527,08 mg/L tương ứng với hiệu xử lý dao động khoảng 22,05% đến 25,63% trung bình 24,53% - Giai đoạn (từ ngày 25/10/2018 đến 15/11/2018): Nồng độ COD nước thải khỏi bãi lọc HF trồng dao động khoảng từ 261,41 mg/L đến 477,06 mg/L, trung bình 339,04 mg/L tương ứng với hiệu suất xử lý dao động khoảng 40,64% đến 64,94% trung bình 51,54% Nồng độ COD nước thải khỏi bãi lọc HF không trồng dao động khoảng từ 400,84 mg/L đến 512,17 mg/L, trung bình 452,96 mg/L tương ứng với hiệu xử lý dao động khoảng 28,84% đến 40,8% trung bình 35,26% - Giai đoạn (từ ngày 16/11/2018 đến 29/11/2018): Nồng độ COD nước thải khỏi bãi lọc HF trồng dao động khoảng từ 206,66 mg/L đến 231,09 mg/L, trung bình 219,36 mg/L tương ứng với hiệu xử lý dao động khoảng 67,82% đến 71,05% trung bình 69,03% Nồng độ COD nước thải khỏi bãi lọc HF không trồng dao động khoảng từ 400,13 mg/L đến 413,60mg/L, nồng độ trung bình 404,57 mg/L với hiệu suất xử lý động khoảng từ 42,01% đến 43,54%, trung bình đạt 42,88% Như vậy, hiệu suất xử lý COD BLTC mơ hình thay đổi qua giai đoạn thể rõ rệt qua đồ thị Hình Giai đoạn có hiệu suất xử lý thấp thay đổi chậm Giai đoạn hiệu suất xử lý COD tăng nhanh theo thời gian với độ dốc đồ thị tăng nhanh Giai đoạn 3, hiệu suất xử lý COD hai bãi lọc ổn định trì mức đạt giai đoạn Nguyên nhân do, giai đoạn thời gian hệ thống vừa khởi động, bước đầu hình thành hệ vi sinh vật, trồng thích nghi với mơi trường Vì chế xử lý COD chủ yếu nhờ vào trình lắng, lọc học qua lớp vật liệu lọc bãi lọc nên hiệu suất xử lý COD đạt mức thấp Thời gian giai đoạn 22 ngày Giai đoạn coi giai đoạn khởi động hệ thống bãi lọc Đây giai đoạn thích nghi thủy trúc trồng bãi lọc Đây giai đoạn dần hình thành hệ vi sinh vật lớp vật liệu lọc Sang giai đoạn 2, hệ vi sinh vật bãi lọc hình thành phát triển Vì COD khơng xử lý nhờ trình lắng - lọc mà cịn xử lý q trình phân hủy sinh học vi sinh vật phát triển lớp vật liệu lọc bãi lọc dần hình thành lớp màng vi sinh bề mặt lớp vật liệu lọc Giai đoạn coi giai đoạn sinh trưởng, phát triển hệ vi sinh vật trồng bãi lọc mô hình thí nghiệm Trong http://jst.tnu.edu.vn 82 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(08): 78 - 86 giai đoạn 3, trình xử lý diễn bãi lọc dần ổn định trì hiệu suất xử lý mức ổn định có thay đổi khơng đáng kể Giai đoạn coi giai đoạn ổn định bãi lọc mơ hình thí nghiệm Kết nghiên cứu cho thấy, thời gian để hệ thống bãi lọc HF trồng không trồng hoạt động ổn định từ bắt đầu vận hành đến đạt hiệu suất xử lý ổn định chất hữu có nước thải chăn ni lợn 47 ngày (từ ngày 02/10/2018 đến ngày 17/11/2018) Khi bãi lọc hoạt động ổn định, hiệu suất xử lý COD trung bình bãi lọc HF trồng khơng trồng tương ứng 69,03% 42,88%; nồng độ COD trung bình nước thải sau xử lý bãi lọc tương ứng 219,36 mg/L 404,57 mg/L So với giá trị giới hạn hàm lượng COD theo quy định QCVN 62-MT:2016/BTNMT nước thải khỏi bãi lọc HF trồng đạt giá trị giới hạn cột B chưa đạt giá trị giới hạn cột A Kết tương đương với kết “Nghiên cứu công nghệ bãi lọc ngầm trồng để xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas Thanh Chương” Nguyễn Thị Thúy Hà – Trường Đại học Vinh với hiệu suất xử lý 71% [7] tương đồng với kết nghiên cứu Celia De La Mora-Orozco với hiệu suất xử lý COD bãi lọc trồng với nước thải chăn nuôi lợn đạt 75% [8] Trong đó, nồng độ COD nước thải khỏi bãi lọc HF không trồng vượt QCVN 62-MT:2016/BTNMT cột B cột A trung bình tương ứng 1,35 lần 4,05 lần Hiệu suất xử lý COD trung bình bãi lọc HF trồng cao so với bãi lọc HF không trồng Điều cho thấy, thủy trúc trồng bãi lọc HF có vai trị quan trọng việc nâng cao hiệu suất xử lý COD bãi lọc lên Vai trò trồng bãi lọc cung cấp mơi trường thích hợp cho vi sinh vật thực q trình phân hủy sinh học hiếu khí cư trú, vận chuyển oxy vào vùng rễ để cung cấp cho q trình phân hủy sinh học hiếu khí lớp vật liệu xung quanh rễ Ngồi ra, hệ rễ cịn tránh tắc nghẽn làm lưu thông nước bãi lọc tốt [9] 3.3 Hiệu suất xử lý NH4+ qua cơng trình xử lý mơ hình thí nghiệm Kết phân tích thay nồng độ NH4+ mẫu phân tích hiệu suất xử lý nước thải cơng trình mơ hình thí nghiệm thể đồ thị Hình Hình Hình Sự thay đổi nồng độ NH4+ nước thải qua công trình mơ hình thí nghiệm Hình Hiệu suất xử lý NH4+ cơng trình mơ hình thí nghiệm Từ đồ thị Hình Hình cho thấy: Nồng độ NH4+ nước thải vào mô hình dao động khoảng 700,00 - 760,00 trung bình 740,67±18,57 mg/L, giá trị cao giới hạn QCVN 62-MT: 2016/BTNMT cột A 14,81 cột B 4,94 lần Như vậy, giống nước thải chăn nuôi lợn thông thường khác, nước thải vào mơ hình thí nghiệm có hàm lượng nito cao Mặc dù nước thải xử lý qua hệ thống biogas nồng độ nito nước thải cao tồn chủ yếu dạng amoni Kết phân tích nồng độ NH4+ nước thải sau xử lý bãi lọc HF trồng không trồng từ ngày 03/11 - 30/11/2018 cho thấy hiệu suất xử lý NH4+ bãi lọc HF mơ hình thí nghiệm có thay đổi qua giai đoạn sau: http://jst.tnu.edu.vn 83 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(08): 78 - 86 - Giai đoạn (từ ngày 03/11/2018 đến ngày 15/11/2018): Nồng độ NH4+ nước thải khỏi bãi lọc HF trồng dao động khoảng từ 440,2 – 545,56 mg/L, trung bình 480,04 mg/L, hiệu suất xử lý tương ứng đạt từ 28,17 – 41,30%, trung bình 34,62% Nồng độ NH4+ nước thải khỏi bãi lọc HF không trồng dao động khoảng từ 500,32 – 594,57 mg/L, trung bình 543,62 mg/L với hiệu suất xử lý đạt từ 21,78 – 31,87% hiệu suất trung bình đạt 26,49% - Giai đoạn (từ 16/11/2018 đến 30/11/2018): Nồng độ NH4+ nước thải khỏi bãi lọc HF trồng dao động khoảng từ 404,54 – 432,24 mg/L, trung bình 425,23 mg/L với hiệu suất xử lý đạt từ 42,13 – 43,39% hiệu suất trung bình đạt 42,77% Nồng độ NH4+ nước thải khỏi bãi lọc HF không trồng dao động khoảng từ 466,03 – 513,72 mg/L, trung bình 500,13 mg/L với hiệu suất xử lý đạt từ 32,09 – 33,42% hiệu suất trung bình đạt 32,73% Như vậy, hiệu suất xử lý NH4+ bãi lọc HF trồng thay đổi qua giai đoạn: giai đoạn giai đoạn hiệu suất xử lý NH4+ tăng dần giai đoạn hiệu suất xử lý NH4+ ổn định có thay đổi không đáng kể Thời gian thay đổi hiệu suất xử lý NH4+ bãi lọc HF trồng không trồng giai đoạn giai đoạn tương ứng với thời gian thay đổi hiệu suất xử lý COD bãi lọc giai đoạn giai đoạn phân tích Sau 47 ngày vận hành mơ hình vào ổn định với nồng độ trung bình NH4+ nước thải khỏi bãi lọc HF trồng không trồng tương ứng 425,23 mg/L 500,13 mg/L Giá trị vượt QCVN 62-MT:2016/BTNMT cột B tương ứng 2,83 3,33 lần Khả xử lý NH4+ bãi lọc HF trồng cao so với bãi lọc HF không trồng Điều cho thấy vai trò thủy trúc trồng bãi lọc HF việc nâng cao hiệu suất xử lý NH4+ nước thải 3.4 Hiệu suất xử lý PO43- qua cơng trình xử lý mơ hình thí nghiệm Kết phân tích thay nồng độ PO43- mẫu phân tích hiệu suất xử lý nước thải cơng trình mơ hình thí nghiệm thể đồ thị Hình Hình Hình Sự thay đổi nồng độ PO43- nước thải qua công trình mơ hình thí nghiệm Hình Hiệu suất xử lý PO43- cơng trình mơ hình thí nghiệm Từ đồ thị Hình Hình cho thấy: Nồng độ PO43- nước thải đầu dao động khoảng từ 50,00 – 64,80 mg/L, trung bình 56,58±4,11 mg/L Giá trị cao giá trị giới hạn QCVN 40:2011/BTNMT Cột A, Cột B tương ứng 14,07 9,38 lần cần phải xử lý trước thải ngồi mơi trường Kết phân tích nồng độ PO43- nước thải sau xử lý bãi lọc HF trồng không trồng từ ngày 03/11 - 30/11/2018 cho thấy hiệu suất xử lý PO43- bãi lọc HF mô hình thí nghiệm có thay đổi qua giai đoạn sau: - Giai đoạn (từ ngày 03/11/2018 đến ngày 15/11/2018): Nồng độ PO43- nước thải khỏi bãi lọc HF trồng dao động khoảng từ 32,91 – 43,55 mg/L, trung bình 37,23 mg/L, hiệu suất xử lý tương ứng đạt từ 26,36 – 40,42%, trung bình 33,90% Nồng độ PO43- nước http://jst.tnu.edu.vn 84 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(08): 78 - 86 thải khỏi bãi lọc HF không trồng dao động khoảng từ 37,33 – 47,78 mg/L, trung bình 40,70 mg/L Hiệu suất xử lý tương ứng đạt từ 21,00 – 31,86%, trung bình 25,96% Trong giai đoạn này, hiệu suất xử lý PO43- hai BLTC tăng dần theo thời gian - Giai đoạn (từ 16/11/2018 đến 30/11/2018): Nồng độ PO43- nước thải khỏi bãi lọc HF trồng dao động khoảng từ 28,35 – 35,44 mg/L, trung bình 31,62±1,79 mg/L, hiệu suất xử lý tương ứng đạt từ 42,23 – 44,10%, trung bình 43,1% Nồng độ PO43- nước thải khỏi bãi lọc HF không trồng dao động khoảng từ 33,25 – 41,19 mg/L, trung bình 37,38 ±2,49 mg/L, hiệu suất xử lý trung bình 32,98% Trong giai đoạn này, hiệu suất xử lý PO43- hai BLTC có tính ổn định thay đổi không đáng kể theo thời gian Như vậy, thời gian thay đổi hiệu suất xử lý PO43- bãi lọc HF trồng không trồng giai đoạn giai đoạn tương ứng với thời gian thay đổi hiệu suất xử lý COD bãi lọc giai đoạn giai đoạn Sau 47 ngày vận hành, hiệu suất xử lý PO43- bãi lọc HF mơ hình thí nghiệm đạt mức ổn định Nồng độ PO43-trung bình nước thải sau xử lý bãi lọc HF trồng không trồng vượt QCVN 40:2011/BTNMT cột B tương ứng 5,27 lần 6,23 lần Khả xử lý PO43- bãi lọc HF trồng cao so với bãi lọc HF khơng trồng Điều cho thấy vai trị thủy trúc trồng bãi lọc HF việc nâng cao hiệu suất xử lý PO43- nước thải Kết phù hợp với kết nghiên cứu trước Vi Thị Mai Hương, Nguyễn Vân Anh, Vũ Thị Thao, Nguyễn Thị Hường (2016) với hiệu suất xử lý riêng bãi lọc HF trồng 43,7% [10] Kết luận Sau thời gian nghiên cứu cho thấy, nước thải chăn ni lợn sau xử lý qua bể biogas có mức độ nhiễm cao, với giá trị trung bình thông số pH, COD, NH4+, PO43- tương ứng 7,04±0,18; 701,76 ±33,21 mg/L; 740,67±18,57 mg/L; 56,58 ±4,11 mg/L Sau 47 ngày vận hành, BLTC đạt hiệu suất xử lý ổn định Nồng độ trung bình thơng số pH, COD, NH4+, PO43của nước thải sau xử lý bãi lọc HF trồng HF không trồng tương ứng 7,2± 0,32; 219,36 ±8,77 mg/L; 428,30 ±3,00 mg/L; 31,62 ±1,79 mg/L 7,2± 0,23; 404,57 ±5,57 mg/L; 503,67 ±3,16 mg/L; 37,38 ±2,49 mg/L Hiệu suất xử lý trung bình với thơng số COD, NH4+, PO43- tương ứng với bãi lọc HF trồng không trồng 69,03%; 42,76%; 43,28% 42,88 %; 32,72%; 32,99% Bãi lọc HF trồng có hiệu suất xử lý cao so với bãi lọc HF không trồng với hầu hết thơng số phân tích TÀI LIỆU THAM KHẢO/ REFERENCES [1] T M Ngo, “Proposed wastewater treatment technology for pig farm to reduce impact on Suoi Hai lake, Ba Vi district,” TNU Journal of Science and Technology, vol 185, no 09, pp 9-14, 2018 [2] T H Nguyen and K L Pham, “Assessment the pollutants removal in swine farm wastewater by household-scale biogas in Thua Thien Hue,” Journal of Science, Hue University, vol 73, no 4, pp 8391, 2021 [3] D T Vu, T C Lai, and V D Nguyen, “Evaluation of waste treatment efficiency with biogas tanks of some pig farms in the Red River Delta,” Hanoi University of Agriculture, Journal of Science and Development, vol VI, no 6, pp 556-561, 2008 [4] J Vymazal, A review Constructed wetlands for wastewater treatment, Institute of systems Biology and Ecology in Czech Republic, 2003 [5] T K A Bui, V T Nguyen, H C Nguyen, and Q L Bui, “Analysis and evaluation: applicability of the constructed wetland for piggery wastewater treatment after biogas process,” Jounal of Water resources & Environmental engineering, vol 66, no 9/2019, pp 10-15, 2019 [6] N T Phan, T T Hoang, T M T Cao, and T H Tran, “Investigage the efficient of piggery wastewater treatment after biogas process by biofilter combining to constructed wetlands,” Ho Chi Minh City Open University Journal of Science, no 15(7), pp 25-43, 2020 [7] T T H Nguyen, “Reseach sub surface flow constructed wetlands to treat swine farm wastewater treated by biogas in Thanh Chuong,” Journal of Science and Technology Nghe An, vol 7/2016, pp 1011, 2016 http://jst.tnu.edu.vn 85 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(08): 78 - 86 [8] C De La Mora-Orozco, I J González-Aca, R A Saucedo-Terán, H E Flores-López, H O RubioArias, and J M Ochoa-Rivero, “Removing Organic Matter and Nutrients from Pig Farm Wastewater with a Constructed Wetland System,” Int J Environ Res Public Health, vol 15, 2018, Art no 1031, doi: 10.3390/ijerph15051031 [9] D S Brown, A P Kruzic, W C Boyle, and R J Otis, Constructed wetlands treatment of municipal wastewater, EPA/625/R – 99/010, 2000 [10] T M H Vi, V A Nguyen, T T Vu, and T H Nguyen, “Rearching the treatment abilityto dormitory wastewater atollege of technology by combinated model between pond and constructed wetland,” TNU Journal of Science and Technology, vol 154, no 09, pp 91-96, 2016 http://jst.tnu.edu.vn 86 Email: jst@tnu.edu.vn ... liệu nghiên cứu 2.1 Mơ hình thí nghiệm Sơ đồ mơ hình thí nghiệm thể Hình Hình Nước thải vào mơ hình Thùng cao vị Bãi lọc HF trồng (HF1) Nước thải sau xử lý Bãi lọc HF khơng trồng (HF2) Hình Sơ... suất xử lý nước thải cơng trình mơ hình thí nghiệm thể đồ thị Hình Hình Hình Sự thay đổi nồng độ PO43- nước thải qua cơng trình mơ hình thí nghiệm Hình Hiệu suất xử lý PO43- cơng trình mơ hình thí. .. Hường (2016) với hiệu suất xử lý riêng bãi lọc HF trồng 43,7% [10] Kết luận Sau thời gian nghiên cứu cho thấy, nước thải chăn nuôi lợn sau xử lý qua bể biogas có mức độ nhiễm cao, với giá trị