TIỂU LUẬN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG

MỤC LỤC 1ĐẶT VẤN ĐỀ 3CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 31 1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 51 2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 6CHƯƠNG 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 62 1 Mục tiêu 6.

MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.Tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu 2.2 Nội dung 2.3 Đối tượng nghiên cứu .6 2.3 Các phương pháp CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 10 3.1 Đặc tính chăn ni lợn 10 3.2 Sản phẩm môđun màng lọc polymer lắp ghép sử dụng mơ hình thí nghiệm nghiên cứu 11 3.3 Ảnh hưởng số yếu tố đến trình tắc màng .12 3.4 Sự thích nghi đặc tính bùn hoạt tính 14 3.5 Xây dựng hệ thống xử lý sinh học kết hợp lọc màng xử lý nƣớc thải chăn nuôi quy mô phịng thí nghiệm 14 3.5.1 Lựa chọn thời gian lưu bể theo kiểu mẻ 14 3.5.2 Xây dựng mơ hình hệ thống sinh học kết hợp lọc màng quy mơ phịng thí nghiệm 14 3.6 Ảnh hưởng điều kiện vận hành hệ thống đến hiệu xử lý 14 3.6.1 Ảnh hưởng lưu lượng đầu vào 14 3.6.2 Ảnh hưởng tỷ lệ dịng tuần hồn đến hiệu xử lý nitrat 15 3.6.3 Ảnh hưởng đặc tính nước thải đầu vào 17 3.7 Đánh giá chung trình vận hành hệ thống xử lý sinh học kết hợp MBR 23 3.7.1 Mối quan hệ suất xử lý tải lượng 23 3.7.2 Khả loại bỏ chất rắn vi khuẩn 24 3.8 Quá trình lọc giải pháp xử lý tắc nghẽn màng lọc .25 3.8.1 Quá trình lọc tượng tắc nghẽn màng lọc 25 3.8.2 Phương pháp khắc phục tắc màng .25 3.9 Sản lượng bùn dư hệ thống MBR 26 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 28 4.1 Kết luận 28 4.3 Kiến nghị 29 DANH MỤC CÁC HÌNH, BẢNG Hình Sơ đồ khối hệ thống sinh học kết hợp lọc màng quy mô PTN .9 Hình Một số mơđun màng phẳng với vật liệu màng khác 11 Hình Một số hình thái modun màng lọc dạng sợi rỗng 11 Hình Sản phẩm modun màng sợi rỗng 12 Hình Sự thay đổi áp suất qua màng dạng phẳng theo thời gian với loại vật liệu màng khác 12 Hình Sự thay đổi áp suất qua màng theo thời gian với hình thái môđun màng sợi rỗng khác 12 Hình Sự thay đổi áp suất qua màng theo thời gian với cường độ sục khí khác .13 Hình Sự thay đổi áp suất qua màng theo thời gian phụ thuộc vào suất lọc 13 Hình Sự thay đổi áp suất qua màng theo thời gian phụ thuộc vào nồng độ BHT khác 13 Hình 10 Hiệu suất xử lý COD theo lưu lượng đầu vào khác 15 Hình 11 Hiệu suất xử lý NH4+-N theo lưu lượng đầu vào khác 15 Hình 12 Diễn biến NH4+ -N NO3- -N với tỷ lệ dịng tuần hồn khác 16 Hình 13 Hiệu suất khử NO3- -N với tỷ lệ dịng tuần hồn khác 16 Hình 14 Diễn biến pH bể xử lý theo thời gian 17 Hình 15 Sự thay đổi COD qua bể theo thời gian .18 Hình 16 Sự thay đổi NH4+ -N qua bể theo thời gian 19 Hình 17 Sự thay đổi tỷ số NH4+ - N/MLSS theo thời gian .19 Hình 18 Diễn biến Nox- -N đầu theo thời gian 21 Hình 19 Hiệu suất xử lý TN theo thời gian .21 Hình 20 Diễn biến TP qua bể theo thời gian 22 Hình 21 Quan hệ tải lượng đầu vào 23 Hình 22 Quan hệ tải lượng đầu vào .23 Hình 23 Biến thiên áp suất qua màng theo thời gian 25 Hình 24 Sự thay đổi áp suất qua màng theo thời gian sau làm hóa chất 26 ĐẶT VẤN ĐỀ Những năm gần đây, tăng trưởng nhanh ngành chăn ni Việt Nam, góp phần quan trọng vào phát triển kinh tế đất nước Tuy nhiên, bên cạnh lợi ích kinh tế mang lại, ngành chăn nuôi làm cho môi trường ngày bị ô nhiễm nghiêm trọng, gây ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng dân cư hệ sinh thái tự nhiên nước thải từ trang trại đưa vào nguồn tiếp nhận chưa qua xử lý xử lý biện pháp đơn lẻ, không hiệu quả, không đạt tiêu chuẩn xả thải Trong số đó, phải kể đến nguồn nước thải từ trang trại chăn nuôi lợn với hàm lượng chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, chất dinh dưỡng nitơ, photpho vi sinh vật gây bệnh cao nhiều lần so với tiêu chuẩn xả thải cho phép Trên thực tế, nước ta vấn đề xử lý nguồn nước thải ô nhiễm thường bị bỏ qua Do đó, việc xử lý khối lượng lớn nước thải phát sinh từ ngành chăn nuôi gia súc nhu cầu cấp thiết ngành công nghiệp mơi trường Có nhiều phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi như: phương pháp sinh học (công nghệ bùn hoạt tính, phân hủy yếm khí, thực vật thủy sinh); phương pháp hóa lý; phương pháp đất ngập nước; nghiên cứu, áp dụng Các phương pháp gây tốn chi phí hóa chất, yêu cầu thời gian lưu nước dài (20 – 30 ngày) sử dụng diện tích đất lớn Ngoài ra, nồng độ thành phần nitơ phôtpho nước thải chăn nuôi lớn, nên phương pháp chưa thể xử lý triệt để chất ô nhiễm Tại nước phát triển việc ứng dụng phương pháp sinh học xử lý nước thải có tải trọng nhiễm cao chăn nuôi nghiên cứu, ứng dụng cải tiến nhiều năm qua Để tăng hiệu xử lý nguồn thải này, việc ứng dụng công nghệ sinh học kết hợp lọc màng (gọi tắt công nghệ MBR) coi giải pháp hướng phù hợp giới Dựa khả tách loại rắn – lỏng tốt màng nên làm tăng nồng độ vi sinh bể xử lý, đặc biệt vi khuẩn có tốc độ sinh trưởng thấp Nitrosomonas, Nitrobacter (oxy hóa ammoni thành NOx-), dẫn đến tăng hiệu suất xử lý nitơ cao 60% so với cơng nghệ bùn hoạt tính truyền thống, đồng thời màng loại bỏ vi khuẩn gần tuyệt đối (Urbain ncs, 1996; Kim ncs, 2008) Ngồi ra, cơng nghệ có khả xử lý BOD 5, COD, SS TP nước thải chăn nuôi lợn, với hiệu suất đạt cao (Kim ncs, 2005) Tuy nhiên, tải lượng chất ô nhiễm nguồn nước thải chăn nuôi đầu vào thường xuyên thay đổi, khó kiểm sốt ổn định chất lượng nước đầu sau q trình xử lý Bên cạnh đó, việc khắc phục tượng tắc nghẽn màng lọc, thường xảy vận hành hệ thống MBR, đòi hỏi màng phải làm hóa chất thay (Judd, 2006; DSTI, 2009) Do đó, làm cho giá thành vận hành hệ thống xử lý nước thải cơng nghệ tăng cao Chính vậy, để bố trí đơn ngun phù hợp hệ thống công nghệ MBR xác định điều kiện vận hành tối ưu nhằm khắc phục tồn trên, để xử lý hiệu nước thải chăn ni áp dụng cơng nghệ này, việc lựa chọn thực đề tài tiểu luận “Khảo sát, đánh giá chất lượng nước thải đề xuất phương án xử lý nước thải ô nhiễm trang trại chăn nuôi heo Huỳnh Phát, xã Tân Lập, huyện Hàm Thuận Nam, tỉnh Bình Thuận” cần thiết Các kết nghiên cứu góp phần việc tìm kiếm phương pháp hiệu xử lý nước thải chăn nuôi, phù hợp với điều kiện Việt Nam, góp phần phát triển cơng nghiệp hóa ngành chăn nuôi theo Quyết định số 10/2008/QĐ-TTg ngày 16 tháng năm 2008 Thủ tướng Chính phủ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước Việc xử lý nước thải chăn nuôi nghiên cứu triển khai nước phát triển từ cách vài chục năm Các cơng nghệ áp dụng cho xử lý nước thải có tải trọng ô nhiễm cao chăn nuôi đa dạng chủ yếu phương pháp sinh học chúng có tính bền vững, thích nghi với nhiều điều kiện tự nhiên (Sirianuntapiboon ncs, 2006) Công nghệ đất ngập nước công nghệ xử lý nước thải áp dụng điều kiện tự nhiên, thân thiện môi trường Công nghệ đất ngập nước đạt kết tốt việc xử lý COD, BOD5, TSS, hiệu suất đạt cao (trên 90%) (Kadlec Knight, 1995) Tuy nhiên, thành phần dinh dưỡng N, P, hệ thống chưa xử lý triệt để cần phải có thời gian lưu nước dài (Vymazal Krưpfelová, 2008) Ngồi ra, cơng nghệ cịn có nhược điểm địi hỏi diện tích đất lớn, mà điều chắn không mong muốn chủ trang trại, chí bất khả thi tình hình áp lực đất đai Kết tủa struvite với nồng độ MgSO4 1000 – 1500 mg/L, mơi trường kiềm loại bỏ đồng thời amoni phôtphat Hiệu suất loại bỏ phôtphat cao đạt giá trị pH khoảng 9, đó, hiệu suất loại bỏ amoni cao đạt giá trị pH khoảng 11 (Liao ncs, 1993) Ưu điểm phương pháp tạo sản phẩm phân bón Tuy nhiên, hạn chế phương pháp lượng MgSO4 sử dụng q lớn, làm tăng chi phí xử lý Ngồi ra, xử lý P nước thải chăn nuôi lợn phương pháp keo tụ sử dụng phổ biến, dựa nguyên tắc kết tủa phôtphat (đơn phần loại trùng ngưng) với ion nhôm, sắt, canxi tạo muối tương ứng có độ tan thấp chúng tách dạng chất rắn Ca10(PO4)6(OH)2 10Ca2+ + 6PO43- + 2OHAl3+ + HnPO43-n Fe3+ + HnPO43-n   AlPO4 + nH+ FePO4 + nH+ Các hóa chất keo tụ phổ biến muối nhôm Al 2(SO4)3, vôi Ca(OH)2, muối sắt FeSO4, FeCl2 ZrCl4 Tuy nhiên, hạn chế phương pháp làm tăng chi phí phải xử lý lượng bùn kết tủa chi phí hóa chất sử dụng Từ lâu kỹ thuật phân hủy yếm khí áp dụng để xử lý nước thải chăn nuôi lợn Phương pháp cho thấy hiệu xử lý kinh tế phương pháp truyền thống đầm phá, chôn lấp hóa lý, hệ thống hiếu khí (Wrigley ncs, 1992) Nhìn chung, việc sử dụng phương pháp sinh học yếm khí làm giảm thiểu đáng kể BOD5, COD SS nước thải chăn nuôi Tuy nhiên, thành phần gây ô nhiễm môi trường N, P mức cao cần phải xử lý tiếp trước thải môi trường Một số mơ hình xử lý hiếu khí hiếu khí kết hợp nghiên cứu áp dụng việc xử lý nước thải chăn nuôi hệ thống aeroten, hệ aeroten hoạt động gián đoạn SBR, hệ thiếu khí kết hợp hiếu khí, yếm khí kết hợp hiếu khí (AO) hệ yếm khí, thiếu khí kết hợp hiếu khí (A2O) Qua kết nghiên cứu nhận thấy nhược điểm phương pháp là tải lượng chất nhiễm đầu vào tăng cao nước thải sau xử lý không xử lý triệt để chất nhiễm Ngồi ra, việc tách bùn khó thực hiện, đặc biệt nồng độ BHT bể lớn, bùn dễ bị rửa trôi gây xáo trộn mật độ vi sinh bể, ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý Để tăng hiệu xử lý nguồn thải chăn ni việc ứng dụng công nghệ sinh học kết hợp lọc màng (gọi tắt công nghệ MBR) coi giải pháp hướng phù hợp giới Công nghệ MBR ứng dụng hệ thống: thiếu khí – hiếu khí nối tiếp hiếu khí - hiếu khí Kết tháng hoạt động, trung bình loại bỏ BOD 5, COD, SS, TN, TP hệ thống tương ứng 99,9; 92,0; 99,9; 98,3 82,7% với giá trị đầu vào dao động 8690 – 17190, 2125 – 8375, 370 – 17650, 2670 – 4730 34 – 192 (Kim ncs, 2005) hệ thống bể yếm khí lọc dịng bùn ngược (AUBF) kết hợp bể MBR Kết thu hiệu xử lý COD trung bình đạt 91 % với tải lượng COD đầu vào 0,5 – kgCOD/m3 ngày Q trình nitrat hóa xảy gần hồn tồn, hiệu suất loại bỏ NH4+-N đạt 98% với tải lượng NH4+-N đầu vào 0,65 kg NH4+-N/m3.ngày Nhưng nước thải chăn ni lợn sử dụng nghiên cứu có tỷ số TCOD/TKN = 1,5 – 4,0 thấp (< 5) nên hiệu suất xử lý nitrat đạt 60% làm việc với tỷ lệ dịng tuần hồn 300% (Shin ncs, 2005) bể MBR kết hợp bể nitrat hóa Kết thu cho thấy tỷ lệ tuần hoàn 300% đạt hiệu tốt Hiệu suất loại bỏ TN hệ AO2 94%, tương ứng đầu 238 mg/L, hệ AO đạt 56%, tương ứng đầu 539 mg/L Đặc biệt, hiệu suất loại bỏ NH 4+ 68% NO3 - 37 % tăng so với hệ AO (Kim ncs, 2008) sử dụng màng vi lọc polyethylene sợi rỗng, kích thước lỗ 0,4 µm, đặt ngập bể phản ứng gián đoạn SBR Với COD, BOD NH3-N đầu vào 1150 mg/L, 683 mgO2/L 154 mg/L, hiệu loại bỏ COD, BOD5 NH3-N hệ đạt tương ứng 96,0, 97,0 93,2% Tuy nhiên, tăng nồng độ đầu vào COD, BOD NH3-N lên tương ứng 2050 mg/L, 1198 mgO2/L 248 mg/L dẫn đến giảm hiệu xử lý Hiệu loại bỏ COD, BOD NH3-N giảm tương ứng từ 96,0 xuống 92,0%, 97,0 xuống 92,7% 93,2 xuống 69,5% (Kornboonraksa Lee, 2009) Như vậy, kết nghiên cứu ứng dụng công nghệ MBR xử lý nước thải chăn nuôi lợn giới đạt hiệu suất xử lý chất ô nhiễm BOD5, COD, SS cao Tuy nhiên, nghiên cứu chưa thể xử lý triệt để thành phần N P, dừng lại xử lý NH 4+ Do đó, cần nghiên cứu khả kết hợp hệ MBR với giai đoạn sinh học khác yếm khí, thiếu khí để đạt hiệu suất xử lý N P cao ổn định chất lượng nước sau xử lý 1.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam Hiện nói nước ta chưa có quy trình hồn thiện cơng bố để xử lý nước thải chăn nuôi đạt tiêu chuẩn xả thải Nước thải chăn nuôi lợn từ trang trại chủ yếu xử lý hầm khí sinh học (biogas) hồ sinh học Các phương pháp xử lý chất hữu chất rắn lơ lửng, nhiên yêu cầu thời gian lưu dài (20 – 30 ngày) sử dụng diện tích đất lớn Các phương pháp xử lý khác phương pháp sử dụng thực vật thủy sinh, yếm khí UASB, yếm khí tiếp xúc, lọc sinh học, xử lý hiếu khí aeroten số tác giả quan tâm nghiên cứu (Đặng Thị Hồng Phong ncs, 1997; Đặng Xuyến Như Phạm Hương Sơn, 2005; Nguyễn Tuấn Phong Dương Thúy Hoa, 2005; Trương Thanh Cảnh, 2010; Nguyễn Hoài Châu Trần Mạnh Hải, 2010) tỏ có hiệu hầu hết dừng lại thực nghiệm, đề xuất lý thuyết ứng dụng có qui mơ nhỏ lẻ Đặc biệt, việc xử lý chất ô nhiễm N P chưa quan tâm yếu tố gây phú dưỡng CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu Xây dựng hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi lợn phương pháp sinh học kết hợp lọc màng đáp ứng tiêu chuẩn xả thải QCVN 0179:2011/BNNPTNT loại B mà khơng sử dụng hóa chất trình xử lý; Xác định điều kiện vận hành tối ưu cho hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi lợn phương pháp sinh học kết hợp lọc màng để vừa đáp ứng tiêu chuẩn xả thải nguồn nước thải vừa giảm thiểu tắc nghẽn màng 2.2 Nội dung Phân tích, đánh giá đặc tính nước thải chăn ni khu vực nghiên cứu lắp ghép môđun màng lọc; Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến trình tắc nghẽn màng lọc (vật liệu màng, hình thái mơđun màng, suất lọc, cường độ sục khí nồng độ bùn hoạt tính bể tích hợp màng lọc) môđun màng lọc lắp ghép; Khảo sát thích nghi đánh giá đặc tính bùn hoạt tính với nước thải chăn ni; Nghiên cứu xây dựng mơ hình hệ thống sinh học kết hợp lọc màng để xử lý nước thải chăn nuôi quy mô phịng thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng điều kiện vận hành hệ thống (lưu lượng nước thải đầu vào, tỷ lệ dịng tuần hồn nước từ bể hiếu khí bể thiếu khí đặc tính nước thải đầu vào) đến hiệu xử lý chất ô nhiễm nước thải; Nghiên cứu điều kiện làm màng lọc; Tính tốn sản lượng bùn dư thải bỏ bể hiếu khí tích hợp màng lọc 2.3 Đối tượng nghiên cứu Mẫu nước thải lấy trang trại chăn nuôi lợn Huỳnh Phát, xã Tân Lập, huyện Hàm Thuận Nam, tỉnh Bình Thuận, với quy mơ nuôi từ 70 – 100 Nước thải lấy hố thu gom sau thời gian rửa chuồng, trước xả cống chung Nước thải tiền xử lý qua rây lọc có kích thước lỗ 0,5 mm để loại bỏ cặn rác thô trước sử dụng cho nghiên cứu 2.3 Các phương pháp Để thực nội dung nghiên cứu đề tài sử dụng phương pháp như: Phương pháp điều tra thu thập tài liệu; Phương pháp lấy mẫu, bảo quản mẫu phân tích; Phương pháp bố trí thí nghiệm: - Xác định đặc tính nước thải chăn ni khu vực nghiên cứu Đánh giá chất lượng nước thải so sánh với tiêu chuẩn nước thải chăn nuôi QCVN 01-79:2011/BNNPTNT - Lắp ghép modun màng lọc dạng phẳng dạng sợi rỗng - Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến tắc màng: Màng lọc tích hợp bên bể tích 50L (40 cm x 18 cm x 70 cm) Hệ thống sục khí lắp đặt phía mơđun màng Cường độ sục khí kiểm sốt van lưu lượng kế; Áp suất qua màng đo đồng hồ đo áp suất (đồng hồ khí) Nước hút qua màng nhờ bơm hút nên áp suất qua màng áp suất âm (trong luận án thể giá trị áp suất giá trị dương) Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng vật liệu màng lọc dạng phẳng Các loại vật liệu màng sử dụng để khảo sát là: PVDF, CA, CA biến tính PTFE Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng hình thái mơđun màng lọc sợi rỗng Các hình thái mơđun màng lọc dạng sợi rỗng khảo sát gồm: sợi màng uốn cong hình chữ U, hút nước từ đầu sợi (môđun M1); sợi màng duỗi thẳng, hút nước từ hai đầu sợi (môđun M2); sợi màng duỗi thẳng, hút nước từ đầu sợi, đầu bó sợi cố định (mơđun M3); sợi màng duỗi thẳng, hút nước từ đầu sợi, đầu sợi khơng bó cố định (mơđun M4) Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng cường độ sục khí Cường độ sục khí thay đổi khoảng: 0,015; 0,03; 0,045; 0,06 0,075 L/cm2/phút, tương ứng với lưu lượng cấp khí từ 10 đến 50 L/phút Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng suất lọc Năng suất lọc khảo sát giá trị: 12, 15, 20 30 L/m2.h Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng nồng độ bùn hoạt tính bể hiếu khí Tỷ lệ tuần hồn Bể Yếm khí Bể Thiếu khí Bể Hiếu khí Tồn hệ thống 200% 0,89 0,22 0,46 1,57 300% 0,89 0,17 0,46 1,52 400% 0,89 0,13 0,46 1,48 Bảng Thời gian lưu nước bể toàn hệ với tỷ lệ tuần hồn khác Hình 12 Diễn biến NH4+ -N NO3- -N với tỷ lệ dịng tuần hồn khác Hình 13 Hiệu suất khử NO3- -N với tỷ lệ dịng tuần hồn khác Quan sát kết nghiên cứu thu được, thể đồ thị Hình 3.17 nhận thấy,với tỷ lệ dịng tuần hồn 200%, từ ngày thứ đến ngày thứ 9, nồng độ nitrat đầu 112 – 133 mg/L Khi tăng tỷ lệ tuần hoàn lên 300%, từ ngày thứ 10 đến 18, nitrat đầu giảm xuống 16,1 – 28,5 mg/L, thấp nhiều so với tỷ lệ tuần hoàn 200% đáp ứng tiêu chuẩn xả thải Tiếp tục tăng tỷ lệ tuần hoàn lên đến 400%, nitrat đầu 4,5 – 15,8 mg/L Khi tỷ lệ dịng tuần hồn tăng, đồng nghĩa với nitrat đầu vào bể thiếu khí bị pha loãng lớn, tức nồng độ nitrat đầu vào bể thiếu khí thấp Do đó, tỷ lệ dịng tuần hồn cao khơng hồn tồn đồng nghĩa với hiệu khử nitrat bể thiếu khí cao Qua kết thể Hình 3.18 nhận thấy, với tỷ lệ tuần hoàn 200%, hiệu suất khử nitrat đạt 53 – 61,84% Tăng tỷ lệ tuần hoàn lên 300%, hiệu suất khử nitrat tăng lên đạt 62,5 – 78,41% Khi tăng tỷ lệ tuần hoàn lên 400%, nồng độ nitrat đầu thấp 4,5 – 15,8 mg/L, hiệu suất khử nitrat giảm so với tỷ lệ 16 tuần hoàn 300%, đạt 60,33 – 77,78% Hiệu xử lý nitrat hệ thống phụ thuộc vào tỷ lệ dịng tuần hồn Khi tỷ lệ dịng tuần hồn q lớn, hiệu khử nitrat khơng cao, bên cạnh cịn gây lãng phí lượng Do đó, nghiên cứu này, lựa chọn tỷ lệ dịng tuần hồn 300%, đáp ứng tiêu chuẩn xả thải tiêu nitơ 3.6.3 Ảnh hưởng đặc tính nước thải đầu vào  Giá trị pH Hình 14 Diễn biến pH bể xử lý theo thời gian Qua số liệu kết thể đồ thị Hình 14 nhận thấy, giá trị pH đầu vào dao động khoảng 7,2 – 7,6 Trong bể yếm khí, pH thay đổi so với đầu vào, dao động từ 7,3 – 7,5 Khi sang bể thiếu khí, pH bể thiếu khí tăng lên, dao động khoảng 7,9 – 8,1 Và pH bể đầu ra, tiếp tục tăng dao động khoảng 8,1 – 8,5 Trong bể yếm khí, giai đoạn axit hóa, pH mơi trường bị giảm hình thành axit béo dễ bay hợp chất trung gian có tính axit (Lê Văn Cát, 2007) Đồng thời, trình khử sulfate thành sulfur trình hình thành muối carbonat muối bicarbonat cao, làm cho độ kiềm nước thải đầu vào tăng, làm tăng khả đệm nên pH bể không thay đổi nhiều so với đầu vào Qua bể thiếu khí, q trình khử nitrat sinh độ kiềm, đồng nghĩa với làm tăng độ kiềm nước thải, pH bể có xu hướng tăng lên, dao động khoảng 7,9 – 8,1 Khoảng pH khoảng pH tối ưu cho q trình khử nitrat Ngồi khoảng pH – 9, tốc độ khử nitrat giảm mạnh Sang bể hiếu khí, bể hiếu khí, q trình nitrat hóa diễn sinh H+ theo phương trình phản ứng: NH4+ + 2O2 → NO3- +2H+ + H2O Bên cạnh trình nitrat hóa cịn diễn q q trình tạo sinh khối, xảy đồng thời với trình nitrat hóa theo phương trình: 22NH4+ + 37O2 + HCO3- + 4CO2 → C5H7O2N + 21NO3- + 20H2O + 42H+ Từ phương trình thấy tính kiềm giảm dần suốt q trình nitrat hóa làm pH suy giảm đầu Theo lý thuyết, mg NH4+ 17 chuyển hóa tiêu thụ khoảng 7,14 mg kiềm (tính theo CaCO3) Mặt khác, q trình khử nitrat bể thiếu khí lại sinh kiềm Theo lý thuyết, mg NO3- chuyển hóa lại sinh khoảng 3,57 mg kiềm Do đó, độ kiềm bị thiếu hụt, nên cần phải bổ sung kiềm trình xử lý Tuy nhiên, thực tế cho thấy q trình sục khí cịn làm tăng độ kiềm nên pH đầu tăng lên dao động khoảng 8,2 8,5 Như thấy độ kiềm nước thải dư thừa khơng cần phải bổ sung q trình xử lý  Hiệu xử lý COD Qua số liệu kết thể Hình 3.20 nhận thấy, nước thải chăn ni lợn nghiên cứu có giá trị COD dao động từ 2900 – 5100 mgO2/L Sau xử lý qua bể, COD có xu hướng giảm dần Giá trị COD đầu khoảng 40 – 82 mgO2/L, tương ứng hiệu suất xử lý COD hệ đạt 97,5 – 98,3% Hình 15 Sự thay đổi COD qua bể theo thời gian Với nước thải đầu vào có giá trị COD từ 2900 – 5100 mg/L, sau vào bể yếm khí, đầu hệ thống yếm khí cịn 1250 – 2210 mg/L Như hệ thống hiệu xử lý đạt 49,3 – 63,2% Điều giải thích: việc loại bỏ hợp chất cacbon điều kiện yếm khí phần chất hữu hịa tan chuyển hóa thành khí metan CO2 theo phương trình phản ứng sau: (CH2O)n  CH4+ H2O (CH2O)n + SO42-  H2S + CO2+ H2O Qua loại bỏ phần COD phần hợp chất hữu Mặt khác, hợp chất hữu thơng qua q trình lên men, tạo thành chất hữu mạch ngắn, qua q trình chuyển hóa thành CO2 CH4 dễ dàng hơn, làm cho nồng độ COD nước giảm Tại bể thiếu khí: Dịng vào bể thiếu khí bao gồm dịng: dịng sang từ bể yếm khí với lưu lượng Q dịng tuần hồn từ bể hiếu khí với lưu lượng 3Q Do đó, nồng độ COD đầu vào bể thiếu khí bị pha lỗng, nồng độ COD đầu vào bể thiếu khí cịn khoảng 500 – 800 mg/L Trong bể thiếu khí hợp chất hữu mạch ngắn vi sinh vật sử dụng để tạo sinh khối tham gia phản ứng khử nitrat COD đầu bể thiếu khí cịn 350 – 500 mg/L, tương ứng hiệu suất khử COD đạt 30 - 37,5 18 % Tại bể hiếu khí: Dịng vào bể hiếu khí bao gồm dịng: dịng sang từ bể thiếu khí với lưu lượng 4Q dịng tuần hồn từ bể đầu bể hiếu khí với lưu lượng (240 - 4Q) COD đầu vào bể hiếu khí khoảng 300 – 400 mg/L Sau xử lý qua bể hiếu khí COD đầu cịn 40 – 82 mg/l, tương ứng với hiệu suất 77 80,67% Điều giải thích sau: bể hiếu khí với việc bổ sung thêm oxy khơng khí xảy q trình oxy hóa hợp chất hữu để tạo thành CO2 Mặt khác, sử dụng màng lọc PVDF, khơng có lượng chất rắn bám dính màng mà cịn hình thành màng sinh học bao quanh màng PVDF, mặt đóng vai trị làm vật liệu hấp phụ, hấp phụ phần hợp chất hữu hòa tan, mặt khác màng sinh học có kích thước lỗ màng nhỏ cho phân tử ion có kích thước nhỏ qua Bởi vậy, lượng lớn hợp chất hữu hịa tan khơng thể qua màng này, qua hiệu xử lý tăng lên rõ rệt so với bể khác hệ thống Điều cho thấy tính hiệu cao việc sử dụng màng lọc Kết xử lý COD nghiên cứu cao so với nghiên cứu JeongHoon Shin (2005), Nolwenn Prado (2007), Hee Seok Kim (2008) Thipsuree Kornboonraksa, Seung Hwan Lee (2009) Qua thấy việc bố trí bể sinh học vận hành hệ thống với điều kiện lựa chọn đạt hiệu xử lý COD cao khoảng thời gian lưu nước ngắn 1,52 ngày  Hiệu xử lý amoni Hình 16 Sự thay đổi NH4+ -N qua bể theo thời gian Hình 17 Sự thay đổi tỷ số NH4+ - N/MLSS theo thời gian 19 Qua số liệu thể đồ thị Hình 16 nhận thấy, trình nitrat hóa diễn gần hồn tồn, hiệu suất xử lý amoni hệ đạt 99,9%, tương ứng amoni đầu 0,03 – 1,3 mg/L trì mức ổn định Trong đó, diễn biến amoni qua bể xử lý sinh học sau: Trong bể yếm khí, vi khuẩn yếm khí phân giải thành phần hữu chứa nitơ (chủ yếu protein) trình thủy phân tạo axit amin, tiếp tục chuyển thành dạng NH4+-N Các VSV hấp thụ phần amoni để tổng hợp tế bào với lượng không đáng kể Do đó, nhìn chung q trình amoni có xu hướng tăng lên Amoni nước thải đầu vào 125,5 - 375 mg/L Sau qua bể yếm khí, nồng độ amoni 127 – 337,5 mg/L Trong bể thiếu khí: amoni có xu hướng giảm Nguyên nhân lúc bể thiếu khí có dịng vào gồm dịng từ bể yếm khí chảy sang dịng tuần hồn từ đầu bể hiếu khí Với tỷ lệ tuần hoàn 300%, lượng amoni bể khoảng 1/3 so với đầu vào (do tổng lưu lượng dịng vào bể thiếu khí 4Q, có 3Q tuần hồn chứa NH4+ q trình nitrat hóa xảy gần hồn tồn nên chuyển hầu hết sang NO3- - N, 1Q từ bể yếm khí sang) Trong bể thiếu khí tồn lượng nhỏ oxy hịa tan từ bể hiếu khí chuyển qua bể thiếu khí từ đường tuần hồn, nên xảy phản ứng oxy hóa amoni chuyển sang nitrat Ngồi ra, bể có sử dụng giá thể vi sinh nên làm tăng mật độ sinh khối nên chất dinh dưỡng qua hấp thụ lượng lớn để xây dựng tế bào Amoni đầu vào bể thiếu khí 41,1 – 108,4 mg/L Amoni đầu bể thiếu khí cịn 15,2 – 48,5 mg/L Tiếp đến, bể hiếu khí, q trình nitrat hóa diễn mạnh mẽ, amoni chuyển sang dạng NO3- NO2- với hiệu suất cao, 99,9% Nguyên nhân bể hiếu khí có hàm lượng bùn hoạt tính lớn (dao động 9000 mg/L) nên làm tăng số lượng vi khuẩn Nitrosomonas Nitrobacter, làm tăng khả chuyển hóa amoni Trong bể hiếu khí, tỷ số NH4+ - N/MLSS nằm khoảng 0,0016 – 0,0053 Tỷ số trì mức thấp, nên trình nitrat hóa diễn thuận lợi hồn tồn (Shin ncs, 2005) Ngồi ra, amoni cịn bị loại bỏ nhờ khả lọc tốt màng lọc polyme kết hợp với màng sinh học hình thành bề mặt màng Amoni đầu sau lọc màng hệ sinh học kết hợp lọc màng đạt giá trị 0,03 – 1,3 mg/L, đáp ứng tiêu chuẩn xả thải (< 10 mg/L) Kết xử lý NH4+ - N nghiên cứu cao so với nghiên cứu Shin (2005), Kim (2008) Kornboonraksa, Lee (2009)  Hiệu xử lý nitơ 20 Hình 18 Diễn biến Nox- -N đầu theo thời gian Hình 19 Hiệu suất xử lý TN theo thời gian Quá trình nitrat hóa xảy gần hồn tồn (hiệu suất 99%), tồn NH4+ nước thải chăn ni chuyển hóa sang nitrat nitrit Lượng nitrat tuần hồn bể thiếu khí phần để xử lý Trong bể thiếu khí có lượng chất dồi từ bể yếm khí sang, cộng thêm mật độ vi sinh bể lớn, tuần hồn nitrat bể thiếu khí, lượng nitrat bị khử nhanh chóng Hiệu suất khử nitrat đạt 70,8 – 88,3%, tương ứng nồng độ nitrat đầu dao động từ 5,7 – 27,72 mg/L Hiệu suất khử nitrat nghiên cứu cao nhiều so với nghiên cứu Shin (2005) Kim (2008) làm việc với tỷ lệ dịng tuần hồn 300% Quan sát số liệu kết thể đồ thị Hình 3.24 thấy rằng, trình khảo sát, TN đầu vào dao động 127 – 337,5 mg/L Hiệu suất xử lý TN hệ thống đạt cao 84,8 – 97,5%, tương ứng giá trị TN đầu 8,1 – 29,2 mg/L Kết đáp ứng tiêu chuẩn xả thải QCVN 01-79 :2011/BNNPTNT loại B (≤ 30 mg/L) Kết đạt thành công lớn công nghệ xử lý khác gặp khó khăn xử lý N nước thải chăn nuôi Kết nói lên rằng, cơng nghệ sinh học kết hợp với lọc màng công nghệ tiềm để xử lý N nước thải chăn nuôi  Hiệu xử lý TP 21 Hình 20 Diễn biến TP qua bể theo thời gian Qua số liệu thể Hình 20 thấy rang, nước thải chăn ni có nồng độ TP dao động từ 40 – 140 mg/L Sau qua bể yếm khí, nồng độ TP giảm mạnh, dao động 30 - 72 mg/L Tiếp đến, sau qua bể thiếu khí, nồng độ T-P đầu giảm xuống nhiều, dao động 6,3 – 18,3 mg/L Sau qua bể hiếu khí qua lọc màng, nồng độ TP 0,7 – 6,5 mg/L Hiệu suất xử lý TP hệ đạt 91,8 – 98,3% Kết đầu bể giải thích sau: Trong bể yếm khí, theo lý thuyết VSV hấp thụ chất hữu cơ, phân hủy phôtphat trùng ngưng tế bào thải môi trường dạng phơtphat đơn PO43- , làm giá trị TP nước thải tăng lên Tuy nhiên, thực tế cho thấy, lượng photphat thải không đáng kể so với lượng phôtpho mà VSV hấp thụ vào thể lắng xuống đáy bể theo bùn, kết làm phơtpho đầu giảm Ngồi ra, điều cịn xảy phản ứng kết tủa Struvite bể phản ứng nước thải đầu vào có đầy đủ thành phần amoni, photphat Mg, Ca (Lê Văn Cát, 2007) Photphat bị kết tủa, lắng xuống làm giảm giá trị TP đầu Trong bể thiếu khí, lượng phơt theo lý thuyết tăng lên nguồn dinh dưỡng dồi bể, VSV hấp thụ chất hữu đồng thời thải môi trường phơtphat đơn PO43- Tuy nhiên, với dịng tuần hồn 300%, lượng phơtpho bể bị pha lỗng lưu lượng dịng tuần hồn lớn gấp lần dịng từ bể yếm khí sang, TP đầu giảm mạnh Trong mơi trường hiếu khí, VSV tích lũy phôtphat tan nước thải nên làm giảm lương phơtpho đầu Bên cạnh đó, sử dụng màng lọc PVDF cịn hình thành màng sinh học bao quanh màng PVDF, mặt đóng vai trị làm vật liệu hấp phụ, hấp phụ phần hợp chất hữu hịa tan, mặt khác màng sinh học có kích thước lỗ màng nhỏ cho phân tử ion có kích thước nhỏ qua Bởi vậy, lượng lớn phơtphat hịa tan khơng thể qua màng này, qua hiệu xử lý TP tăng lên rõ rệt Điều cho thấy tính hiệu cao việc sử dụng màng lọc Kết xử lý TP nghiên cứu cao so với nghiên cứu nhóm Kim 22 (2005) nghiên cứu Trương Thanh Cảnh (2010) Đây ưu điểm vượt trội so với hệ xử lý truyền thống, lượng P nước thải chăn ni cao khó xử lý, thường phải kết hợp với xử lý hóa lý chi phí cao (chi phí cho việc xử lý lượng bùn kết tủa chi phí hóa chất sử dụng) 3.7 Đánh giá chung trình vận hành hệ thống xử lý sinh học kết hợp MBR 3.7.1 Mối quan hệ suất xử lý tải lượng Hình 21 Quan hệ tải lượng đầu vào suất xử lý COD Hình 22 Quan hệ tải lượng đầu vào suất xử lý amoni Khi tải lượng tăng từ 0,8 đến 1,85 kgCOD/m3.ngày suất xử lý tăng từ 2,05 đến 4,8 kgCOD/m3.ngày tuyến tính với Nhưng tăng tải lượng lên từ 1,85 – 2,25 kgCOD/m3.ngày khơng cịn tuyến tính giá trị COD đầu vượt quy chuẩn cho phép (QCVN 01-79 :2011/BNNPTNT) Điều có nghĩa là, với tải lượng COD đầu vào lớn 1,85 kg/m3.ngày vượt khả xử lý hệ Khi tiếp tục tăng giá trị tải lượng đầu vào, suất hệ có xu hướng khơng tăng đạt bão hồ, điều lý giải tải lượng lớn vượt khả xử lý vi sinh hệ Năng suất xử lý COD cực đại mà hệ đạt 4,8 kg/m3.ngày tải lượng 1,85 kg/m3.ngày Hiệu suất xử lý COD trung bình hệ 23 đạt 98% Đối với nước thải chăn nuôi, kết đạt cao có khả ứng dụng vào thực tế Khi tải lượng tăng từ 0,051 đến 0,187 kgNH4+/m3.ngày suất xử lý tăng từ 0,131 đến 0,484 kgNH4+/m3.ngày tuyến tính với Nhưng tăng tải lượng lên 0,193 kgNH4+/m3.ngày suất xử lý tăng khơng cịn tuyến tính giá trị NH4+-N đầu vượt quy chuẩn cho phép Điều có nghĩa là, với tải lượng NH4+-N đầu vào lớn 0,187 kgNH4+/m3.ngày vượt khả xử lý hệ Khi tiếp tục tăng giá trị tải lượng đầu vào, suất hệ có xu hướng khơng tăng đạt bão hồ, điều lý giải tải lượng lớn vượt khả xử lý vi sinh hệ Năng suất xử lý NH4+-N cực đại mà hệ đạt 0,484 kg/m3.ngày tải lượng 0,187 kg/m3.ngày Hiệu suất xử lý NH4+-N trung bình hệ đạt 99% 3.7.2 Khả loại bỏ chất rắn vi khuẩn Để đánh giá khả lọc cặn lọc vi khuẩn màng lọc vi lọc, tiến hành lấy mẫu phân tích khảo sát nồng độ coliform độ đục.Kết thể Bảng Bảng 3.4 TT Mật độ coliform (MPN/100ml) Trước xử lý Sau xử lý 1,2 × 106 300 0,95 × 10 200 1,1 × 10 400 0,85 × 10 200 Bảng Mật độ coliform trước sau xử lý Độ đục (NTU) TT Truớc xử lý Sau xử lý 2020 0,43 2970 0,39 2500 0,41 3100 0,45 Bảng Độ đục nước thải trước sau xử lý Kết thể Bảng cho thấy, hiệu suất xử lý coliform độ đục đạt cao, là: 99,95 - 99,98% tương ứng đầu 200 - 400 MPN/100 mL 99,97 - 99,98 % tương ứng đầu 0,39 - 0,45 NTU Như thấy, trình lọc màng, việc loại trừ vi khuẩn coliform đạt mà khơng cần phải sử dụng hóa chất khử trùng Chỉ tiêu vi sinh nước thải đầu đạt tiêu chuẩn xả thải loại A QCVN 01-79:2011/BNNPTNT Đây ưu điểm vượt 24 trội hệ MBR so với công nghệ BHT truyền thống tiết kiệm chi phí mặt xây dựng bể lắng hóa chất khử trùng nước thải đầu Bên cạnh đó, kết độ đục Bảng nói lên rằng, kích thước hạt bùn lớn kích thước lỗ màng, tồn bùn bị giữ lại bể sinh học Điều cho thấy, cường độ sục khí sử dụng nghiên cứu khơng mạnh, không phá vỡ hạt bùn, nguyên nhân gây tắc nghẽn màng mảnh bùn bị vỡ có kích thước nhỏ kích thước lỗ màng, chui sâu vào lỗ màng 3.8 Quá trình lọc giải pháp xử lý tắc nghẽn màng lọc 3.8.1 Quá trình lọc tượng tắc nghẽn màng lọc Kết cho thấy bể bùn hiếu khí nồng độ 9000 mg/L, với suất lọc 12 L/m2.h, cường độ sục khí 0,0675 – 0,075 L/cm2/phút, màng lọc hoạt động ổn định lâu dài Cụ thể, sau khoảng thời gian ngày đầu hoạt động, áp suất qua màng trì cmHg, sau áp suất qua màng tăng nhẹ theo thời gian Sau khoảng thời gian hoạt động lên đến 42 ngày, áp suất qua màng bắt đầu tăng nhanh đạt 31 cmHg sau 45 ngày hoạt động Các lớp bánh bùn bám chặt sợi màng nguyên nhân làm áp suất qua màng tăng cao Hình 23 Biến thiên áp suất qua màng theo thời gian 3.8.2 Phương pháp khắc phục tắc màng Nếu tổn thất áp qua màng tăng lên 30 cmHg, dùng cách rửa màng thổi khí cần làm màng cách ngâm màng vào bể hóa chất Sau ngâm màng dung dịch NaOCl, áp suất qua màng gần phục hồi ban đầu Cụ thể, với nồng độ NaOCl 500 mg/L, áp suất qua màng giảm từ xuống cmHg Với nồng độ NaOCl cao (1000 – 3000 mg/L), áp suất qua màng giảm xuống 1,5 cmHg Tuy nhiên, áp suất qua màng chưa phục hồi lúc ban đầu Khi tăng thời gian ngâm màng dung dịch NaOCl lên giờ, áp suất qua 25 màng có xu hướng giảm Áp suất qua màng hồi phục ban đầu, đạt 0,3 cmHg nồng độ NaOCl 1000, 2000 3000 mg/L Do đó, để tiết kiệm hóa chất đảm bảo hiệu làm màng, điều kiện ngâm màng dung dịch NaOCl 1000 mg/L lựa chọn Hình 24 Sự thay đổi áp suất qua màng theo thời gian sau làm hóa chất Qua số liệu thể Hình 24 cho thấy, sau khoảng thời gian 43 ngày hoạt động, áp suất qua màng đạt 32 cmHg Với màng lúc đầu, áp suất qua màng đạt 31 cmHg sau 45 ngày Kết cho thấy khả làm việc màng sau làm phục hồi gần lúc ban đầu Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu màng cho thấy, sau lần rửa màng, thời gian làm việc màng có xu hướng suy giảm Kết nghiên cứu Kornboonraksa Lee (2009) tương tự nghiên cứu Đây vấn đề không tránh khỏi sử dụng màng lọc Do đó, phương pháp tối ưu tối ưu điều kiện làm việc màng bể sinh học, để hạn chế tượng tắc nghẽn màng lọc, trì thời gian làm việc màng lâu dài 3.9 Sản lượng bùn dư hệ thống MBR Dựa vào nguyên lý cân khối lượng, thiết lập phương trình cân khối lượng bùn (sinh khối) chất hệ thống xử lý nước thải phương pháp sinh học kết hợp lọc màng, từ tính tốn sản lượng bùn dư hệ thống (Đỗ Khắc Uẩn, 2010): M (mg VSS/ngày) = ] [ Trong xử lý hiếu khí nước thải sinh hoạt, thơng số động học sử dụng để tính tốn sau: kd: 0,01 – 0,08/ngày Y: 0,1 – 0,4 mg VSS/mg COD (Henze, 1992; Metcalf Eddy, 2003; Trouve ncs, 2004) Kết nghiên cứu thông số động học nước thải giàu chất dinh dưỡng (N, P) nước thải lị mổ có giá trị k d: 0,037 – 0,051/ngày Y: 0,205 – 26 0,284 mg VSS/mg COD (Pradyut ncs, 2013) BHT bể MBR xử lý nước thải chăn ni lợn nhóm nghiên cứu Kornboonraksa ncs (2009) có giá trị kd: 0,013 /ngày Y: 0,78 mg VSS/mg COD Nhìn chung, BHT thích nghi với nước thải giàu dinh dưỡng tăng trưởng sinh khối nhanh Do đó, lựa chọn giá trị cho hệ nghiên cứu: k d: 0,04/ngày Y: 0,55 mg VSS/mg COD Hệ xử lý nghiên cứu có lưu lượng nước thải vào bể MBR Q i = 240 (L/ngày); thời gian lưu bùn θb = 50 ngày; thời gian lưu thủy lực bể MBR θ = 0,46 ngày Nồng độ chất đầu vào bể MBR sau giai đoạn xử lý yếm khí thiếu khí cịn lại trung bình Si = 400 mg/L; giá trị COD đầu trung bình S e = 52 mg/L; chất bể MBR S = 220 mg/L M= ] = 15245 mg VSS/ngày [ Như vậy, lượng bùn dư sinh ngày là: Qw = = 2,22 L/ngày = (với tỷ số MLVSS /MLSS = 0,76 nồng độ BHT bể 9000 mg/L ) Để trì hàm lượng BHT 9000 mg/L bể MBR, lượng bùn dư tháo ngày 2,22 lít Lượng bùn dư sinh thấp nên rút ngắn thời gian tháo bùn giảm chi phí xử lý bùn dư Trong quy mô nghiên cứu này, lượng bùn dư sinh tận dụng lại cách ni dưỡng bể xử lý bên ngồi để dự phòng thay phòng trường hợp hệ xử lý gặp cố 27 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 4.1 Kết luận Nước thải chăn nuôi lợn khu vực nghiên cứu ô nhiễm cao so với Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia yêu cầu vệ sinh nước thải chăn nuôi gia súc (QCVN 0179:2011/BNNPTNT) cột B, cụ thể: COD cao gấp 29 - 83 lần, NH 4+-N cao gấp 15 65 lần, T-P cao gấp - 12 lần, SS cao gấp 20 - 35 lần coliform cao gấp 160 - 440 lần Kết khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến tắc nghẽn màng cho thấy, vận hành bể sinh học kết hợp lọc màng với điều kiện: môđun màng dạng sợi rỗng có sợi duỗi thẳng, hút nước từ đầu sợi, đầu bó sợi cố định, vật liệu màng PVDF (so với vật liệu khác PTFE, CA, CA biến tính), suất lọc ≤ 15 L/m2.h, cường độ sục khí mức 0,06 L/cm 2/ph, nồng độ BHT bể tích hợp mơđun màng lọc trì khoảng 9000 mg/L, giảm tượng tắc nghẽn màng lọc Hệ thống xử lý sinh học bố trí gồm giai đoạn yếm khí, thiếu khí hiếu khí kết hợp lọc màng đạt hiệu suất xử lý cao xử lý nước thải chăn nuôi lợn vận hành điều kiện tối ưu: lưu lượng đầu vào 45 L/ngày, suất lọc 12 L/m2.giờ với chế độ hút 10 phút nghỉ phút, cường độ sục khí 0,0675 – 0,075 L/cm2/phút, trì DO bể hiếu khí – mg/L, nồng độ BHT bể tích hợp mơđun màng lọc trì khoảng 9000 mg/L, thời gian lưu bùn SRT 50 ngày tỷ lệ dịng tuần hồn từ bể hiếu khí bể thiếu khí mức 300% Chỉ với thời gian lưu nước toàn hệ ngắn 1,52 ngày, hiệu suất xử lý COD, NH 4+, NO3-, TN TP hệ thống đạt cao, tương ứng 97,5 – 98,3, 99,9; 70,8 – 88,3; 84,8 – 97,5 91,8 – 98,3%, tương ứng giá trị đầu 52 – 98; thấp 1; 5,7 – 27,72; 8,1 – 29,2 0,7 – 6,5 mg/L, đáp ứng tiêu chuẩn xả thải QCVN 0179:2011/BNNPTNT loại B Bên cạnh đó, tiêu coliform đạt tiêu chuẩn loại A độ đục thấp NTU Năng suất cực đại mà hệ đạt 4,8 kg COD/m 3.ngày 0,484 kg NH4/m3.ngày Nguyên nhân màng bị tắc không xử lý biện pháp học xác định chất hữu hòa tan sâu vào sợi màng Do đó, lựa chọn NaOCl để làm màng Ngâm màng dung dịch NaOCl nồng độ 1000 mg/L phục hồi khả làm việc màng ban đầu Để trì nồng độ BHT khoảng 9000 mg/L bể tích hợp màng lọc cần phải rút khoảng 2,22 lít bùn ngày Lượng bùn dư sinh tận dụng lại cách ni dưỡng bể xử lý khác để dự phịng cung cấp kịp thời hệ xử lý gặp cố trình vận hành Các kết đạt khẳng định khả ứng dụng tích hợp màng lọc bên hệ thống xử lý sinh học nhằm nâng cao hiệu xử lý hệ thống, đáp ứng tiêu chuẩn xả thải ngày khắt khe 28 4.3 Kiến nghị Cần tiếp tục nghiên cứu để nâng cao công suất hệ sinh học kết hợp lọc màng, triển khai thực tế xử lý nước thải chăn nuôi với lượng nước thải lớn Bên cạnh đó, nghiên cứu làm giảm thiểu khả tắc nghẽn màng để trì hoạt động màng lâu dài Nghiên cứu lắp ghép, chế tạo mơđun màng lọc có giá thành phù hợp với điều kiện Việt Nam để công nghệ ứng dụng rộng rãi 29 30 ... khoảng 2800 mg/L VSV cho vào môi trường cần có thời gian để thích nghi Sau giai đoạn làm quen với chất, VSV bắt đầu tăng trưởng Đến giai đoạn sinh trưởng VSV kèm theo môi trường nước thải chăn nuôi... ngành công nghiệp mơi trường Có nhiều phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi như: phương pháp sinh học (công nghệ bùn hoạt tính, phân hủy yếm khí, thực vật thủy sinh); phương pháp hóa lý; phương pháp... học chúng có tính bền vững, thích nghi với nhiều điều kiện tự nhiên (Sirianuntapiboon ncs, 2006) Công nghệ đất ngập nước công nghệ xử lý nước thải áp dụng điều kiện tự nhiên, thân thiện môi trường