Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi bằng mô hình biogas kết hợp hồ sinh học thực vật nguyễn trần ngọc phương

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM

| KHOA MOI TRUONG VA CONG NGHE SINH HOC

Ee Ã | ws ss } TRO a Pp PY eee” 3 : +" ra p aa ay i - 7

Nhớ 1 DO ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM Ip

CONG TRINH NGHIEN CUU KHOA HOC SINH VIEN

Đề tài

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUA XU LY | NUOC THAI CHAN NUOI BANG MO HINH BIOGAS |

KET HOP HO SINH HOC THUC VAT

Lĩnh vực nghiên cứu: Tài nguyên và Môi trường

GVHD : Th.S LAM VINH SON

SVTH: NGUYEN TRAN NGOC PHU ONG |

Sinh vién năm thứ 4/4 ARE

TP.Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2010

Trang 2

BO GIAO DUC VA DAO TAO

TRUONG DH KY THUAT CONG NGHE TP.HCM KHOA MOI TRUONG VA CONG NGHE SINH HOC

CONG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN

| Dé tai

|

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THÁI CHĂN NUÔI BẰNG MƠ HÌNH BIOGAS

KÉT HỢP HÒ SINH HỌC THỰC VẬT

Lĩnh vực nghiên cứu: Tài nguyên và Môi trường

TH if ViEN TRƯỜNG ĐH KÝ THUAT CONG N iGHE TP.HCM

123820936

GVHD : Th.S LAM VINH SON

Sinh vién nam thir 4/4

TP.Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2010

SVTH: NGUYEN TRAN NGQC PHUONG ||

Lq¢o)

Trang 3

BOD COD DO SS T-NK T-P T — Coliform F/M CFU QCVN XLNT KCN VSV NT

DANH MUC CAC TU VIET TAT

: Nhu cau éxy sinh héa, mg/l (Biochemical Oxygen Demand) : Nhu câu ơxy hóa học, mg/l (Chemical Oxygen Demand) : Nồng độ ơxy hịa tan, mg/l (Dissolved Oxygen)

: Chất rắn lo limg, mg/l (Suspended Solid)

: Téng Ni-to Kjedahl , mg/l (Total Nitrogen Kjedahl)

: Tổng Phospho, mg/l (Total Phosphogen) : Téng Coliform, CFU/100ml (Total Coliform)

: Ti 1é thire 4n cho vi sinh vat (Food / Microganism Ratio) : Đơn vị hình thanh khuan lac (Colony Forming Unit) : Quy chuẩn Việt Nam

: XỬ lý nước thải : Khu công nghiệp : VỊ sinh vật : Nghiệm thức : Mơ hình

Trang 4

Đề tài NCKH Sinh viên

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Lượng phân trung bình của gia súc trong một ngày đêm . 5 Bảng 2.2 Thành phần hóa học của phân heo từ 70 — 100 cẢ 5 Bảng 2.3 Thành phần hóa học cơ bản của các loại phân gia súc, gia cầm 6 Bảng 3.1: Các điều kiện thích hợp đối với quá trình sản xuất Biogas 12 Bảng 3.2: Phân loại hồ sinh học c2 St t+ESEkEEESEEEEESEESEEEEEEEEErkkrrktrerreerkereea 14 Bảng 3.3: Một số thủy sinh thực vật tiêu biỂu -. 5-56 EEEEkEEkerrkerkrsrerred 16

Bảng 4.1: Kết quả phân tích mẫu đầu vào . -ssxeexSrkevEkSEkrEkerkkerkkerkrsre 20

Bảng 4.2:Thành phần % khí trong hỗn hợp khí Biogas trong 2 nghiệm thức 26 Bảng 4.3: Thành phần % khí trong hỗn hợp khí Biogas trong 2 nghiệm thức 38 Bảng 4.4: Đối chiếu hiệu quả xử lý của mơ hình Biogas truyền thống và cải tiến 46 Bảng 4.5: Đối chiếu hiệu quả xử lý của mơ hình Biogas truyền thống với Hệ thống

Biogas cai tiến kết hợp hồ sinh học - se +k9EESEESEEEEEESEEEEEEEEESEELEEEtrkrsrrsrer 46

Trang 5

DANH MỤC CÁC ĐỎ THỊ

Đồ thị 4.1: Diễn biến pH trong hai nghiệm thức Bọ và B; trong lần thí nghiệm thứ

Đồ thị 4.2: Diễn biến SS trong hai nghiệm thức Bọ và Bị trong lần thí nghiệm thứ

Đồ thị 4.3: Diễn biến COD trong hai nghiệm thức Bụ và B; trong lần thí nghiệm

1 22

Đồ thị 4.5: Diễn biến T-N (mg/1) trong hai nghiệm thức Bạ và B; trong lần thí nghiệm "“ẽ ố ố 24 Đồ thị 4.6 : Diễn biến T-P (mg/1) trong hai nghiệm thức Bụ và Bị trong lần thí nghiệm

thứ nhất cv T2 25

Đồ thị 4.7: Thành phần khí sinh ra trong hỗn hợp khí Biogas sau 60 ngày nghiên cứu tại

lần nghiên cứu thứ nhất tại nghiệm thức đối chứng Bạ - + xerxevereeere 26

lần nghiên cứu thứ nhất tại nghiệm thức BI ¿- c+2keE2ExEEEEEtELerrrkeerrke 27

Đồ thị 4.9: Diễn biến pH tại hồ thực vật trong xử lý tiếp tục dòng thải đầu ra của

nghiệm thức BI tại lần thí nghiệm thứ nhất - 2 + xe E#EEe+EtzEzxterxsrxerksrs 28

Đồ thị 4.10: Diễn biến SS (mg/)) tại hồ thực vật trong xử lý tiếp tục dòng thải đầu ra

của nghiệm thức BI tại lần thí nghiệm thứ nhất - -.‹-c-ccc< 5-5 52 29

Đồ thị 4.11: Diễn biến COD (mg/l) tại hồ thực vật trong xử lý tiếp tục dòng thải đầu ra

của nghiệm thức BI tại lần thí nghiệm thứ nhất - 5-5255 2ccceecxeererkerree 29

Trang 6

Đồ thị 4.12: Diễn biến BOD5 (mg/1) tại hồ thực vật trong xử lý tiếp tục dòng thải đầu ra của nghiệm thức BI tại lần thí nghiệm thứ nhất - 2 2 5£ ©2szxeSxvrseererred 30 Đồ thị 4.13: Diễn biến T -N (mg/l) tai hé thực vật trong xử lý tiếp tục dòng thải đầu ra của nghiệm thức BI tại lần thí nghiệm thứ nhất - + s©s+z+ESEE+EEE+Eererrevsee 31

Đồ thị 4.14: Diễn biến T -P (mg/l) tai hồ thực vật trong xử lý tiếp tục dòng thải đầu ra

của nghiệm thức BI tại lần thí nghiệm thứ nhất - 2© se sxx+Ex+Eerxerxzri 32

Đồ thị 4.15: Diễn biến pH trong 2 nghiệm thức Bọ và B; trong lần thí nghiệm thứ

Đồ thị 4.18: Diễn biến BOD; (mg/)) trong 2 nghiệm thức Bọ và B; trong lần thí nghiệm "lần P 4d 35

Đồ thị 4.19: Diễn biến T-N (mg/1) trong 2 nghiệm thức Bọ và B; trong lần thí nghiệm

0000 ốốố ốc ốốốố.ốốốốe 36

Đồ thị 4.21: Thành phần khí sinh ra trong hỗn hợp khí Biogas sau 60 ngày nghiên cứu

tại lần nghiên cứu thứ hai tại nghiệm thức đối chứng Bạ 2 ©ce<crsecrzed 38

Đồ thị 4.22: Thành phần khí sinh ra trong hỗn hợp khí Biogas sau 60 ngày nghiên cứu

tại lần nghiên cứu thứ hai tại nghiệm thức B;, -2-©c+s2rkerEEkerrkeerrrerrrrked 38

Đồ thị 4.23: Diễn biến pH tại hồ thực vật trong xử lý tiếp tục dòng thải đầu ra của

nghiệm thức BI tại lần thí nghiệm thứ hai - s5 SEEEekerkeEkerkerkeeez 39

Đồ thị 4.24: Diễn bién SS (mg/l) tại hồ thực vật trong xử lý tiếp tục dòng thải đầu ra của nghiệm thức BI tại lần thí nghiệm thứ hai - 5- 55-552 55c Sczcxeckeererkerred 41

Trang 7

Đồ thị 4.25: Dién bién COD (mg/l) tại hồ thực vật trong xử lý tiếp tục dòng thải đầu ra

của nghiệm thức BI tại lần thí nghiệm thứ hai - G5 1S vs sesseerces 41 Đồ thị 4.26: Diễn biến BOD5 (mg/l) tai hé thực vật trong xử lý tiếp tục dòng thải đầu ra của nghiệm thức BI tại lần thí nghiệm thứ hai -G - c <1 sex 42 Đồ thị 4.27: Diễn biến T-N (mg/l) tại hồ thực vật trong xử lý tiếp tục dòng thải đầu ra

của nghiệm thức BI tại lần thí nghiệm thứ hai .- - 5° s2 SEEEEEEEEerxerxereers 43

Đồ thị 4.28: Diễn biến T-P (mg/1) tai hồ thực vật trong xử lý tiếp tục dòng thải đầu ra

của nghiệm thức BI tại lần thí nghiệm thứ hai 5-5552scecrevkerkvrrrerre 43

Trang 8

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1: Sự phát triển các nhóm VSV trong lên men Methane c-¿ 8 Hình 3.2: Co ché tao Methane tit cht WOU CO ecsessescsessesssessesssessecsscssecarecsessesarecsecsees 10 Hình 3.3: Ba giai đoạn của quá trình phân hủy ky khí ¿5 6< <scsceesxcses 11 Hình 3.4: Phân bố các vùng trong Hồ thực vật + cscsctEESEEeEEvErsrrsersersrsee 15

Trang 9

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU .s -2+eseE22222A9E951733900801713.E0907340008000128e 0p 1

1.1 Lý đo chọn đề tài .o-s-o© se SE S499 9E u20 2x2 1

1.2 Nội dung nghiên CỨU o- G5 (5< s93 5 95695 989595805.95E55558555556575 58 2 1.3 NMục tiêu nghiên CỨU d G55 G9 9 9 99.9 95.9695895669969565569589505750 830 2 1.3.1 Mục tiêu cụ thỂ csc 22211 122211112221111.2TT11 0.11111212111101 2 1.3.2 Mục tiêu lâu đải cv TH TH ng nung ng gưệc 2 1.4 Đối tượng và quy mô nghiÊN CỨU o- <5 5s 9 9086660866869 056 2

LAL Đối tượng s ke HH TH n1 01111111 tkerrree 3

VAN ho 2i na 3 1.5 Phương pháp nghiên CỨU d- có <0 s5 9 9.9 5.099599559856689566586585696 58 3

1.5.1 Phuong na a77»»"šỶn7ễỶÃỐ - 3

1.5.2 Phương pháp cụ thỂ .-c-ce St SE t1 1911 1111111102111 1e 11711124 skcrki 3 1.6 Giới hạn để tài o- HS uc E015 20 569099 3

1.6.1 Thời gian tiến hành nghiên cứu ¿55c cSccceeteerrrkerreeererreereereeve 3 1.6.2 Các thông số quan trẶC ¿ket x1 1 7111111111 T11 T1 HH gà gàng gu 4

1.7 Ý nghĩa thực tiễn của để tài -< s- < se csecsesecsereesersrsesresrxererscee 4

1.8 Tính mới của đề tài .s-sse<2 9.7134 079100.79.71.n.108008501nnred 4 CHƯƠNG II: TÔNG QUAN VẺ NƯỚC THÁI CHĂN NUÔI 5

2.1 Phân 9S Họ HT HH 000 04.0040040000.18080500900500.589.005000 5

2.2 Xác súc vật ChẾ( << CC HC vu 90 3019 se 6

2.3 Thức ăn thừa, vật liệu lót chuồng và các vật chất khác - 6 2.4 Nước thải chăn nưiôi do << 9 9 9 c99698899488494869884085.960408589950556 6

CHƯƠNG III: CÔNG NGHỆ SINH HỌC KY KHÍ VÀ HÒ SINH HỌC THỰC J.v 7 3.1 Quá trình lên men kị khí các chất hữu €0r 5- s55 csecsessessssece 7

3.1.1 Cơ chế của quá trình lên men kị khí . ¿2 ©+2£t+£££++££rx++rvzsrrxrrxxee 7

3.1.1.1 Quá trình phát triển của vi khuẩn ky khí á cccctnthnErrrerereerrerke 7 3.1.1.2 Quá trình phản ứng sinh HÓA - cccccctSk tk kh HH Heo ọ

3.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quỏ trỡnh ky khớ -sôâxvevzevssrxvree 11

Trang 10

B.L.2.1 Mite AG ky KN i na ẰẴẢ H

3.1.2.2 Nhiệt độ chu Ha ra are re H

“Z6 12

3.1.2.4 Ty 1é Cacbon 0.1906 <e 12 3.1.3 Tổng quan về túi 0 Biogas .cccccsccccsssssssseesssesssesssesssesssesssesssseessecssstesseessucsssessees 12 3.2 Tổng quan về Hồ sinh học trong xử lý nước thải << <5 ssS555<56 13

3.2.1 Khai quat Chung e 13

3.2.2 Xtr ly nude thai bang thurc Vat wo eecesecsessessesecsessssssssessessesecsssassneeneeneaees 15

3.2.2.1 Xử lý nước thi DENG GO ceccecccccscesssessssessessessecssessssseseessessvesessusereseecneeaeenee 15

3.2.2.2 Xử lý nước thải bằng thủy sinh thực vật có kích thước lớn 16 3.3 Sơ lược về Bã mía, Cây lục bình và Cây rau muống -. . ¿s2 cs <<: 16 3.3.1 So loc VE ba Mia se esseeescsssseccsssscesssseecessnsccessssccessusesessusecessiuscesssssceesseessessneeeen 16 3.3.2 Cây lục bình (Eichhornia crassipers) ccccsscccssssesscseeseescsssccsessceceesessesseeseeees 17 3.3.3 Cây rau muống (Ipomoea A quafiCa) - -22-csxeEEtEEEEEEEEkEEketrkerkeerkerkd 17

CHƯƠNG IV: MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU,

KET QUA VA BAN LUAN 2 << te t9SeSespSesokerveeovsecvsee 18

4.1 Thời gian và địa điểm tiến hành nghiên cứu . -° ° 5° se <ses<es 18

4.1.1 Thời gian nghiÊn CỨU cv TH ng ng HT HT nh ng ng vn 18 4.1.2 Địa điểm đặt mơ hình . -ccc-+222vvtttttEEktrttrtrrrtrrrrrrrrrrriio 18

4.1.3 Địa điểm tiến hành phân tích mẫu -. - 22 + £++*+Exz£EEeEkeEEkrrkerrerred 18

4.2 Mơ hình thí ng hiỆIm o- 5 G5 << 9 09 098099409606 006058090 18

Z2 0,008 an 18

4.2.2 Mơ hình Hồ sinh học thực vật - - 6 Set kEkEEEEEEESEEEEEErEkrkerereeeeree 19

4.3 Phương pháp thu mẫu - vận hành mô hình và phân tích mẫu 19

4.3.1 Phương pháp thu mẫu - ©6 2ttSE£SEE£EEEEEvSEEEEEEEEEEEkEEkerrtkrrrrkrtkee 19

4.3.1.1 Thu mẫu nước thải chăn nuôi heo tại cơ sở chăn HÌ .«« 19

4.3.1.2 Thu mẫu sau các khoảng thời gian vận hành mơ hình 19 4.3.1.3 Thu mẫu khí sinh ra e ccccccckiSrriiskrtisrree 19

4.3.2 Phương pháp phân tích mẫu -¿- ¿s2 +<£Et*k£EEEEEEEEEEEEerkerrkerxreerkee 19

4.4 Kết quả nghiên cứu .°-s-< se ©Es£EeEzsEEseEreveEreerserseorserserssere 20

Trang 11

4.4.1 Thí nghiệm xác định các thông số đầu Vào 2: sex cvsskeEerkererkereea 20

4.4.2 Kết quả thí nghiệm của lần nghiên cứu thứ nhất - ccccceecre 20

4.4.2.1 Mơ hình BlOEđS ST ThS HH 11 HH HH1 ru 20 a Dién bién pH theo thời gian ở hai nghiệm thức Bạ và BỊ - cccce 20

b Diễn biến SŠ theo thời gian ở hai nghiệm thức Bạ và BỊ co 21

c Dién bién COD (mg/l) theo thời gian ở hai nghiệm thức Bạ và Bị 22

d Dién bién BODs (mg/l) theo thời gian ở hai nghiệm thức Bạ và BỊ, 23

e Dién bién T—N K (mg/l) theo thời gian ở hai nghiệm thức Bụ và Bị 24

# Diễn biến T - P (mg/)) theo thời gian ở hai nghiệm thức Bọ và BỊ 25

g Thanh phan khi Biogas sinh ra trong hai nghiệm thức ở lần nghiên cứu thứ nhất 4.4.2.2 Kết quả nghiên cứu hiệu quả xử lý của hô sinh học thực vật lần nghiên cứu thứ nhất (tiếp theo nghiệm thức BỊ) ch tre 28 a Diễn biễn pH trong NO thre VG cececccsecccsescssessessesessssessessesesrerssesessesveseavereaseee 28 b Diễn bién SS trong h6 thyc VGt ccecccccccesssssssesssssessvsssesssesssseessessssessssssseesseces 29 c Dién bién COD (mg/l) trong hô thực VẬT 5c cty 29 d Diễn biến BOD; (mg/1) trong hà thực vật -ccccctiicrkisrrertresrrrres 30 e Diễn biến T— N K (mg/]) trong hỗ thực VẬT sec tu 32 f Diễn biến T— P (mg/) trong hỗ thực VẬP ác ccerenetrtrtrrrrke 32 4.4.3 Kết quả thí nghiệm của lần nghiên cứu thứ ha1 - 55555 ss<c< se 32 4.4.3.1 Mơ hình BiOBđ$ ST ST LSn ST TH TH HT HH HH re 32 a Dién bién pH theo thời gian & hai nghiém thitc Bo Va Byiecesscscscesesseeeeesees 32 b Dién bién SS (mg/l) theo thời gian ở hai nghiệm thức Bụ và BỊ 33

c Diễn biến COD (mg/l) theo thời gian Ở hai nghiệm thức Bạ và Bị 33

d Dién bién BOD; (mg/l) theo thời gian ở hai nghiệm thức Bạ và BỊ 35

e Diễn biến T-N K (mg/l) theo thời gian ở hai nghiệm thức Bụ và Bị 36

# Diễn biển T-P (mg/1) theo thời gian ở hai nghiệm thức Bọ và Bị, 37 g Thành phân khí Biogas sinh ra trong hai nghiệm thức ở lần nghiên cứu thứ

4.4.3.2 Kết quả nghiên cứu hiệu quả xử Ù} của hô sinh học thực vật lần nghiên cứu thứ

hai (tiếp theo nghiệm thakc By) cccccccccsccscscsssssessssscsssssessssssssesssesssssesssssesssssessssecssssecsese 40

a Diễn biến pH trong hồ thuựC VẬT ác cà TT 11 rrrerree 40

Trang 12

b Dién bién SS (mg/l) trong hồ thiự€ VẬT ch re 4] c Diễn biến COD (mg/) trong hồ thực VGtoiccccccccccscessscssesssssesessesssssssesseveen 4] d Dién bién BODs (mg/l) trong hd thurc Vat.ccccccccccccessssesssssssssssssessssesssetessseean 42 e Dién bién T-N K (mg/l) trong hỗ thực VẬT sec tr ren 42 £ Diễn biển T: “P (mg/l) trong AO thaec VGt ccecceccccccccsessesesssesessssssessecsessessessuesneeseees 43 4.5 Bàn luậnn .d- 5ó << 9.99 90.96 9659509059569 5658936956893940505596580564 0500 44 4.5.1 Về hiệu quả xử lý của mơ hình Biogas truyền thống cccccccrecreee 44 4.5.2 Về hiệu quá xử lý của mơ hình Biogas bố sung ngăn lọc băng bã mía nâng cao hiệu Ua 0 45 4.5.3 Về khả năng xử lý của hệ thống hồ sinh học thực vật . cccccs¿ 46 4.5.4 Về áp việc bỗ sung bã mía vào mơ hình Biogas kết hợp với hồ thực vật trong xử lý nước thải chăn TuUÔI .- - cv v1 111111111111 1131110101011 01111 HH Hàn Hư 47

CHƯƠNG V: KÉT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ s2 s< se ssecesecsee 48 5.1 Ket ÏUẬN << Sư E2 EEEE 2001409298092 o2eeoveerr 48 ` ‹c ẽa ẽ ẽ 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC

Trang 13

CHUONG 1

1.1 Ly do chon dé tai

Chăn nuôi là là hình thức phổ biến ở các địa phương trong cả nước đặc biệt là khu vực nông thôn Với vai trò là ngành cung cấp lượng protein động vật chủ yếu trong bữa ăn hàng ngày của cộng đồng cũng như cung cấp cho ngành công nghiệp chế biến thực phẩm số vật nuôi và các cơ sở chăn nuôi trong những năm qua tăng đáng kẻ

Với truyền thống sản xuất từ xưa cũ là các trại chăn nuôi thường bên cạnh các con sông hay nằm trong khu dân cư, vấn đề ô nhiễm môi trường xung quanh làm chất lượng các môi trường thành phần cũng suy thoái là một vấn nạn đòi hỏi cần giải quyết Do vậy, ngày càng nhiều dịng sơng, kênh rạch ô nhiễm trầm trọng do tiếp nhận đòng thải từ hoạt động trên Nằm trong mối liện hệ mật thiết của các thành phần môi trường, tất yếu không khí, nước ngầm, đất và sinh vật trong đó có con người cũng đang bị đe dọa

Xuất phát từ nhận thức đó, nhiều dự án, chương trình nhằm giải quyết vấn đề ô

nhiễm môi trường trong chăn nuôi được tiến hành như là giải pháp hỗ trợ việc giảm tải

lượng và nồng độ ô nhiễm trước khi xả thải ra mơi trường Trong đó có việc xây dựng hệ thống Biogas

Sau thời gian hoạt động, các cơng trình này góp phần tích cực trong cơng tác kiểm sốt chất lượng dòng thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận, đồng thời cũng thu được khí sinh học phát sinh trong phân hủy ky khí làm nhiên liệu phục vụ các mục đích khác trong đó việc góp phần giải quyết bài toán năng lượng phục vụ sinh hoạt, đặc biệt có ý nghĩa ở vùng nơng thôn ngày nay Tuy vậy, thực tế vận hành, cũng như chất lượng nước sau xử ly bang ham biogas nhin chung cũng chưa tối ưu nhất khi xả thải ra sơng ngịi

Xuất phát từ những nhận thức trên, nhằm nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng việc xây dựng mơ hình thực nghiệm quy mơ phịng thí nghiệm giúp nâng cao hiệu quả xử lý so với hiện tại chỉ áp dụng mơ hình Biogas, với việc bổ sung

thêm ngăn lọc bằng bã mía đầu bẻ, hệ thống nước ra được cho qua xử lý bằng hồ thực

vật, đề tài “Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi bằng mô hình Biogas kết hợp hơ sinh học thực vật" ra đời

Trang 14

-2-

Với việc kiểm sốt dịng thải chặt chế tránh ô nhiễm cho cộng đồng, đề tài mong muốn mỗi trang trại, mỗi hộ chăn nuôi là một “ trạm xử lý nước thải” giảm sức ép cho môi trường

1.2 Nội dung nghiên cứu:

Nghiên giải pháp công nghệ trong cải tiến hiệu quả hoạt động của bể Biogas truyền thống và giảm thiểu tải lượng ô nhiễm trước khi thải ra nguồn tiếp nhận bằng các nội dung như sau:

Thiết kế mơ hình phục vụ nghiên cứu bằng cách bổ sung thêm ngăn lọc đầu bể

Biogas với vật liệu lọc bằng bã mía Ghi nhận thể tích và thành phần khí sinh ra khí sinh

ra và phân tích các chỉ tiêu đánh giá ô nhiễm nước, kết luận về hiệu quả xử lý

Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải đầu ra từ bể Biogas băng việc dẫn dòng thải

sau bể biogas vào hệ thống hồ Sinh học thực vật trong đó sử dụng chủ yếu là cây lục bình (Eichhornia crassipers) và cây rau muỗng (]pomoea aquatica)

Từ những nghiên cứu đó, kết luận hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi bằng Biogas kết hợp với hồ ổn thực vật

1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.3.1 Mục tiêu cụ thể:

Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng mô hình Biogas có bổ sung một số điểm khác biệt so với mơ hình truyền thống

Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải của hồ sinh học thực vật 1.3.2 Mục tiêu lâu dài

Hướng tới công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi bằng sinh học đơn giản, dễ áp dụng,

không tốn kém nhiều chỉ phí vận hành, nhiều cơ hội thu các sán phẩm từ quá trình xử lý

phục vụ sản xuất, sinh hoạt cho cộng đồng, đặc biệt là vùng nông thôn còn nghèo túng 1.4 Đối tượng và quy mô nghiên cứu

14.1 Đối tượng

Nước thải chăn nuôi heo, trại chăn nuôi ông Vũ Văn Tâm, Phường An Lợi Đông,

Quận 2, Tp Hồ Chí Minh

Mơ hình Biogas dựa trên công nghệ phân hủy kị khí, có bổ sung ngăn lọc dòng thải dau vào băng bã mía

Trang 15

Mơ hình hồ sinh học hiếu khí, sử dụng hệ thống thực thủy sinh vật trong đó sử dụng lục binh (Eichhornia crassipers) va cay rau muéng (Aquatica Ipomoea)

1.4.2 Quy mơ nghiên cứu

Xây dựng thí nghiệm nghiên cứu hiệu quả xử lý, quy mô mô hình 1.5 Phương pháp nghiên cứu

1.5.I Phương pháp luận:

Nước thải chăn ni heo có đặc trưng ô nhiễm hữu cơ cao, giàu Nitơ, vi sinh vật khả năng gây ô nhiễm môi trường cao Nếu không xử lý thích hợp thì nó sẽ đe dọa các thành phần môi trường khác và ảnh hưởng sức khỏe cộng đồng

Cũng do đặc tính như vậy mà khả năng áp dụng công nghệ phân hủy ky khí bằng bể Biogas thích hợp trong xử lý loại chất thải này Ít bùn, sinh năng lượng, dễ vận hành, ít tốn kém Nhiều cơng trình Biogas truyền thống làm được điều đó

Nhận thấy phế phẩm trong nông nghiệp cũng là một loại tài nguyên có thể tái sử dụng, tác giả sử dụng bã mía bỗổ sung vào ngăn đầu tiên trong bể Biogas như là một loại vật liệu lọc và còn là nguồn cacbon đầu vào cho vi sinh vật sử dụng Dịng thải sau cơng trình Biogas còn được xử lý bằng hồ sinh học thực vật góp phần nâng cao hiệu quả xử lý dong thải trước khi thải ra môi trường

1.5.2 Phương pháp cụ thể

Phương pháp thu thập tài liệu: tổng hợp, biên hội những tài liệu, những đề tài, những cơng trình nghiên cứu có liên quan

Phương pháp xây dựng và vận hành mơ hình thực nghiệm: xây dựng mơ hình thí nghiệm, chạy mơ hình và theo dõi các vấn đẻ phát sinh trong thời gian nghiên cứu

Phương pháp phân tích mẫu: phân tích các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước trước, trong, và sau xử lý

Phương pháp phân tích, xử lý, tổng hợp số liệu: thu thập, phân tích và xử lý số liệu có được từ nghiên cứu băng phần mềm Microsoft Excel 2007

1.6 Giới hạn đề tài

1.6.1 Thời gian tiễn hành nghiên cứu:

Nghiên cứu tiến hành trong thời gian 3 tháng ( 5/4/2010 — 30/6/2010) 1.6.2 Các thông số quan trắc:

Trang 16

-4-

Do điều kiện khách quan, nghiên cứu quan tâm đến các chỉ tiêu cơ bản đánh giá chất lượng nước như: pH, SS, COD, BOD¿, Ni — to Kjeldahl, Phospho tong ; Téng Coliform

17 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:

Đề tài cung cấp những cơ sở khoa học cho việc triển khai xây dựng và áp dụng phương pháp xử lý chất thải hoàn toàn bằng phương pháp sinh học, khơng sử dụng hóa chất gây ô nhiễm môi trường thứ cấp

1.8 Tính mới của đề tài:

Là nghiên cứu xử lý nước thải hoàn toàn bằng công nghệ sinh học (vi sinh và thủy sinh thực vật)

Ngoài ra, đề tài còn tận dụng được phế phẩm nông nghiệp trong quá trình xử lý

chất thải và sử dụng thực vật thủy sinh là đối tượng hấp thụ chất thải

Khác với những nghiên cứu tương tự, hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi heo của đề tài này nghiên cứu còn được xác định phân tích được thành phần các khí trong hỗn hợp khí Biogas sinh ra (bên cạnh việc phân tích mẫu nước)

Trang 17

CHUONG 2

TONG QUAN VE NUOC THAI CHAN NUOI

Nước thải chăn nuôi heo bao g6m cac thành phân như sau: 2.1 Phân

Trong phân chứa một lượng lớn các chất như Ni(o, phospho, kali, kẽm, đồng Các khoáng chất dư thừa cơ thể không sử dụng như P;O¿, KạO, CaO, MgO phần lớn đều xuất hiện trong phân

Tùy theo loại gia súc, thức ăn, độ tuổi, khẩu phần ăn khác nhau mà lượng phân thải ra cũng sẽ khác nhau cả vê khôi lượng lẫn thành phân

Bảng 2.1 Lượng phân trung bình của gia súc trong một ngày đêm

Loại gia súc Phân nguyên Nước tiểu

(kg/con/ngd) (kg/con/ngd) Trau 18-25 8,0 — 12,0 Bò 15 —20 6,0 — 10,0 Ngựa 12-18 4,0 — 6,0 Heo < 10 kg 0,5 — 1,0 0,3 — 0,7 Heo 15 - 45 kg 1,0 — 3,0 0,7 — 2,0 Heo 45 - 100 kg 3,0 —5,0 2,0 — 4,0 Dé 1,5 -2,5 0,6 — 1,0 (Nguon: Lang Ngoc Huynh, 2001)

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của phân heo từ 70 — 100 kg

Đặc tính Đơn vị Giá trị Vật chất khô g/kg 213 - 342 NH4-N g/kg 0,66 — 0,76 N tong g/kg 7,99 — 9,32 Chat xo g/kg 151-261

Các acid béo mach ngắn g/kg 3,83 — 4,47

pH 6,47 — 6,95

(Nguon: Truong Thanh Canh & ctv)

Trang 18

-6-

Bảng 2.3 Thành phần hóa học cơ bản của các loại phân gia súc, gia cầm (Nguồn: Nguyễn Đức Luong & ctv ,2003 ) Phân loại

gia súc, — Mức Nito (%) P205(%) | K20(%) C/N

gia cẦm

Tôi đa 0,358 0,205 1,600 20 Trâu Tôi thiêu 0,246 0,115 1,129 18 Trung bình 0,306 0,171 1,360 19 Tơi đa 0,380 0,294 0,992 19 Bị Tơi thiểu 0,302 0,164 0,424 17 Trung bình 0,341 0,227 0,958 18 Tơi đa 1,200 0,900 0,600 22 Heo Tôi thiêu 0,450 0,450 0,350 20 Trung bình 0,840 0,850 0,580 21 Tơi đa 2,000 0,950 1,720 17

Gà Tôi thiêu 1,800 0,450 1,210 15 | Trung bình 1,900 0,850 1,421 16

|

Ngoài ra, trong thành phân phân gia súc nói chung va phân heo nói riêng còn chức các loại virus, vi khuẩn, trứng giun sán và nó có thể tồn tại vài ngày đến vài tháng bên

ngồi mơi trường gây ô nhiễm đất, nước đồng thời còn gây hại cho sức khỏe của con

người và vật nuôi 2.2 Xác súc vật chết

Xác súc vật chết do bệnh luôn là nguồn gây ô nhiễm chính cần phải được xử lý để nhằm tránh lây lan cho con người và vật nuôi

2.3 Thức ăn thừa, vật liệu lót chuồng và các vật chất khác

Loại chất này có thành phần đa dạng gồm: cám, bột ngũ cốc, bột tôm, bột cá, các khoáng chất bố sung, rau xanh, các loại kháng sinh, bao bố, rơm rạ,

2.4 Nước thải chăn nuôi

Trang 19

-7-

Nước thải chăn nuôi là hỗn hợp bao gồm nước thải của gia súc, nước vệ sinh gia súc, chuồng trại, nước ăn uống và phân lỏng hòa tan Đây là một nguồn chất thải ô nhiễm nặng, chứa các chất hữu cơ và vô cơ có trong phân, nước tiểu, thức ăn của gia súc

Mức độ ô nhiễm chất thải chăn nuôi khác nhau tùy theo cách thức làm vệ sinh chuồng trại khác nhau (có hốt phân hay không hốt phân trước khi tắm rửa, số lần tắm rửa cho gia súc và vệ sinh chuồng trại trong một ngày )

Nước thải chăn nuôi không chứa các chất độc hại như nước thải từ các ngành công nghiệp khác (acid, kiềm, kim loại nặng, chất oxy hóa, hóa chất công nghiệp, ) nhưng chứa nhiều vi khuẩn, ấu trùng, giun sán có trong phân gia súc

Trong nước thải, chất hữu cơ chiếm 70 — 80% gồm cellulose, protit, acid amin, chất béo, hydrat cacbon và các dẫn xuất của chúng có trong phân, nước tiểu và thức ăn thừa Các chất vô cơ chiếm 20 — 30% gồm cát, đất, muối, urê, ammonium, muối Clorua, muối

Sunfat

SVTH: Nguyén Tran Ngoc Phuong GVHD: ThS Lam Vinh Son

Trang 20

CHUONG 3:

TONG QUAN VE CONG NGHE SINH HOC KY KHi VA HO SINH HOC THUC VAT UNG DUNG TRONG XU LY NUOC THAI

3.1 Quá trình lên men kị khí các chất hữu cơ 3.1.1 Cơ chế của quả trình lên men kị khí

Q trình lên men kị khí chất thải hữu cơ trong điều kiện kị khí là một q trình diễn ra phức tạp liên quan đến hàng trăm phản ứng, chất trung gian và mỗi phản ứng sẽ

được xúc tác bởi một loại enzyme hay chât xúc tác:

Phương trình chuyền hóa chất hữu cơ đã được đơn giản hóa như sau:

Chất hữu cơ Lên men kị khí CH¡¿ + CO; + Hạ + NH; + HạS + Q

3.1.1.1 Quá trình phát triển của vi khuẩn kụ khí

Tông sô a VSV/mL 10° Vùng phát 10 triển vi Vùng phát khuẩn tạo triển vi Methane khuẩn thủy Vùng phát phan va tao trién hon hop VSV

2 10 15 Thoi gian (ngay)

Hình 3.1: Sự phát triển các nhóm VSV trong lên men Methane (Nguồn: Nguyên Đức Lượng và Nguyên Thị Thùy Dương, 2003.)

|

Trang 21

Vi sinh vật (VSV) hấp thu thức ăn trong môi trường để tăng trưởng Vậy, sự tăng trưởng của tế bào VSV là sự tăng trưởng về số lượng của các cấu tử trong tế bào gia tăng kích thước và trọng lượng

| Đến cuối giai đoạn tăng trưởng thì tế bào phân cắt cho ra tế bào con Quá trình sinh học xảy ra trong lên men Methane là quá trình phát triển các VSV yếm khí và q trình chuyển hóa các vật chất hữu cơ thành các chất khí, trong đó khí Methane chiếm tỉ trọng lớn nhất

“se Quá trình này được chỉa làm 2 giai đoạn: Y Giai đoạn l:

Là sự phát triển hỗn hợp rất nhiều lồi VSV có trong chất thải, pha này kéo dài

khoảng 2 ngày Trong dịch lên men ta thấy có sự phát triển của vi khuẩn ky khí, vi khuẩn

hiếu khí và vi khuẩn ky khí khơng bắt buộc

Sỡ di trong thời gian đầu có sự phát triển của cả vi khuẩn hiếu khí vì trong dịch lên men chất thải còn tồn tại một lượng oxy hòa tan nhất định, các loài vi khuẩn hiếu khí sử dụng oxy hịa tan này để tăng số lượng Khi lượng oxy hết dần, lượng vi khuẩn hiểu khí giảm dần và chết hết khi quá trình tạo Methane xuất hiện

wx Giai đoạn 2:

Trong giai đoạn 2 thấy có sự phát triển rất mạnh của các vi khuẩn thủy phân các chất hữu cơ và các vi khuẩn tạo acid Giữa 2 giai đoạn này có sự phát triển rất mạnh các loài vi khuẩn sinh Methane Đây là loài vi khuẩn chiếm số lượng nhiều nhất và đóng vai trị quan trọng nhất của quá trình lên men Methane

Các vi khuẩn ky khí tham gia vào quá trình chuyển hóa chất hữu cơ:

Clotridium spp, Peptoccocus anaerobus, Bifidobacterium spp, Desulphovibrio spp, Corynebactorium spp, Lactobacillus, Actinomyces va Staphylococcus Cdc vi khuẩn sinh Methane trong mẻ phản ứng bao gom:

(1) Nhóm vi khuẩn hình que (Methanobacterium, Methanobacillus) (2) Nhom vi khuan hinh cau (Methanococcus, Methanosarcina) 3.1.1.2 Quả trình phản ứng sinh hóa

Tồn bộ q trình chuyển hóa vật chất hữu cơ xảy ra trong quá trình lên men ky

khí được thể hiện theo sơ đồ sau:

Trang 22

-10- Vị khuân lên men

(chât béo, gluxit, protein) Chất thải hữu cơ

xi“

rN Vi khuan phan

huy

Thuy phan va lên men

Axit hitu co, alcohol, cac hợp chât trung tính

aN OO Acetate Ví khuẩn acetogenic H, + CO, KC LLG Decarboxyl hoa acetat Methane + CO> ¬ Vi khuẩn Vị khuẩn methane sử acetolastic dụng H; Hạn chế tạo thành Methane ——>‡ Vv Methane + CO,

_ Hinh 3.2: Co ché tao Methane tur chat hữu cơ

(Nguôn: Nguyên Đức Lượng và Nguyên Thị Thùy Dương, 2003) Quá trình chuyển hóa vật chất hữu cơ được chia lam 3 giai đoạn: (1) Phân hủy các chất hữu cơ cao phân tử

(2) Tạo nên acid và Hạ (3) Tao Methane

Trang 23

Chất hữu cơ Vi khuẩn Protein _| Amino — "| acid >Ì Amon

| đơn “| bay hoi _

Chất béo _| Acid béo

Hạ + CO;

Thủy phân và lên men Sinh acid và Hạ Sinh CH¿

Hình 3.3: Ba giai đoạn của quá trình phân hủy ky khí (Nguồn: Nguyên Đức Lượng và Nguyên Thị Thùy Dương, 2003)

3.1.2 Các yếu tô ảnh hưởng đến quá trình ú kụ khí

3.1.2.1 Mức độ ky khí

Khí sinh học được sinh ra do hoạt động của nhiều chủng loại vi khuẩn, trong đó có vi khuẩn sinh Methane là quan trọng nhất, những vi khuẩn sống trong mơi trường ky khí bắt buộc Vì vậy đảm bảo cho môi trường phân hủy tuyệt đối ky khí là một yếu quan trọng đầu tiên

3.1.2.2 Nhiệt độ

Hoạt động của vị khuẩn trong mẻ ủ chịu ảnh hưởng rất mạnh của nhiệt độ môi trường bên ngoài, nhiệt độ ở đây là nhiệt độ môi trường bên ngoài ảnh hưởng đến quá trình lên men Nhiều thí nghiệm cho thấy có 2 khoảng nhiệt độ thích hợp cho vi khuẩn ưa âm và ưa nhiệt hoạt động

» Vi khuẩn ưa ấm 25°C - 40°C > Vi khuan ưa nhiệt 50°C — 65°C

Trang 24

-12-

Nhìn chung nhiệt độ bên ngoài tăng thì quá trình tạo Methane tăng Nhưng khi

nhiệt độ 45C có hiện tượng tạo khí chậm lại Nhiệt độ trên 60°C tốc độ sinh khí giảm đột

ngột và q trình sinh khí kìm hãm hoàn toàn ở nhiệt độ 659C 3.1.2.3 pH

pH thích hợp cho vi khuẩn yếm khí hoạt động khoảng 6.6 — 7.6, thích hợp từ 7.0 — 7.2 tuy nhiên vi khuẩn tạo acid có thể chịu được pH thấp khoảng 5.5, nhưng vi khuẩn tạo Methane bị ức chế ở pH đó

3.1.2.4 Ty lé Cacbon va Nita (C/N)

Để tăng trưởng, mỗi VSV phải tìm trong môi trường các chất đinh dưỡng cần thiết cho sự tông hợp các cấu tử tế bào cũng như nguồn năng lượng để hoạt động Các nguyên tố cần thiết là C, H, O,N, S, P, Mg, Fe, Ca, Mn và các nguyên tố vi lượng như Zn, Co, Cu và Mo Trong các chất hữu cơ các nguyên tố Cacbon và Nitơ là chủ yếu và rất quan trọng trong quá trình tạo sinh khối của vi khuẩn ky khí Do đó tỷ lệ C/N cần được kiểm soát dé tao điều kiện cho quá trình sinh khí Methane tốt nhất Tỷ lệ CN thích hợp từ 25/1 — 30/1

Bảng 3.1: Các điều kiện thích hợp đối với quá trình sản xuất Biogas

Hàm lượng | Thời gian

Nguyên liệu | Nhiét d6 (C) | Ty 1é C/N ,

chât khô (%) ‡ lưu (ngày)

Phân động vật | 30 — 40 30 7-9 30— 50

Thực vật 30—40 30 4-8 100

(Nguôn: Nguyễn Quang Khải, 2001 ) 3.1.3 Tổng quan về túi ủ Biogas:

Nguyên liệu đầu vào là các chất thải trong chăn nuôi như phân trâu, bị, heo, gà, vịt, .có thể kết hợp với nguyên liệu thực vật: lục bình, rơm rạ khơ băm nhuyễn Khi cho vào túi ủ, dưới tác dụng phân hủy của các vi sinh vật có trong chất thải sẽ phân giải các hợp chất hữu cơ trong phân

Sau thời gian từ 15-30 ngày sẽ sinh ra khí (CH¿), khí này sau đó sẽ theo ống thu khí đến túi chứa khí Túi chứa khí có nhiệm vụ làm gia tăng áp suất đây khí biogas đến bếp đun Trong trường hợp túi chứa khí đầy thì khí sinh ra sẽ được chuyền trực tiếp đến

bếp để sử dụng

Trang 25

> Tuy nhiên, còn tồn tại những yếu tố bất lợi như sau: Rất nhạy cảm với chất độc

Đòi hỏi thời gian dài để hoạt động quá trình

Bã thải sau quá trình ủ chứa hàm lượng nước rất cao nếu không được quản lý và

xử lý tiếp thì vẫn cịn có khả năng gây ô nhiễm nguồn nước

3.2 Tổng quan về Hồ sinh học trong xử lý nước thải 3.2.1 Khải quát chung:

Xử lý nước thải trong các ao hồ là phương pháp xử lý đơn giản nhất và đã được áp dụng từ thời xa xưa Phương pháp này không yêu cầu kỹ thuật cao, vốn đầu tư ít, chỉ phí vận hành rẽ tiền, quản lý hệ thống đơn giản

Quy trình xử lý nước thải theo phương pháp hồ sinh học được tóm tắt như sau:

Nước thải ® Loại bỏ cát, sỏi 3 Các hồ ổn định 3 Nước đã xử lý

Cơ sở khoa học của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch của nước, chủ yếu là hệ vi sinh vật trong nước và các thủy sinh vật khác Quá trình này khơng thuần túy là q trình hiểu khí mà cịn có q trình ki khí và tùy nghi

Phương pháp sử dụng hệ thống hồ sinh học để xử lý nước thải có một số ưu điểm sau:

+ Day 1a phuong pháp rẻ, dễ thiết kế và xây dựng, dễ vận hành, khơng đói hỏi cung cấp năng lượng

+ Có khả năng làm giảm các vi sinh vật gây bệnh trong nước thải xuống tới mức thấp nhất

+ Có khả năng loại bỏ chất hữu cơ, chất vô cơ tan trong nước

+ _ Hệ vi sinh vật hoạt động trong hồ chịu được nồng độ các kim loại nặng tương đối cao (> 30 mg/l)

Tuy nhiên, phương pháp này cũng có một số nhược điểm:

+ Trong quá trình vận hành phụ thuộc nhiều vào điều kiện thiên nhiên

+ Các hồ kị khí thường phát sinh mùi hôi do phân hủy các chất hữu cơ làm phát sinh khí, làm ảnh hưởng đến môi trường xung quanh

Trang 26

-14-

Bảng 3.2: Phân loại hồ sinh học

Phân loại ' Tên thông dụng Các đặc điểm Các ứng dụng

Được thiết kế Be URS SO Xử lý chất hữu cơ hòa c

` cho điêu kiện hiệu khí `

a) Hồ xử lý chậm tak tan và nước thải đã qua

đạt được suốt chiêu ¬ F

An Sa À xử lý sơ câp sâu của ao, hô

Lg aR Loại các chất dinh

" - ` P Được thiệt kê đê đạt ` Lien `

Hiệu khí b) Hồ cao tốc vi Ï dưỡng, chât hữu cơ hòa

sản lượng cao tan

Xử lý cấp ba nước thải từ

c) Hồ xửlý cấp Giống như hồ xử lý hệ thống xử lý thứ cấp

ba chất hữu cơ rất thấp đề đạt chất lượng cao

hơn Sâu hơn hồ xử lý cao

tốc; thiết bị thông khí

và q trình quang

hợp cung cấp oxy cho Xử lý nước thải qua

Ket hop hệ thống ở lớp nước

hiểu khi-ki ăt: ở lớp giữa là ă I

khi : * | H6 Facultative có thơng khí mat; ° lớp ee là ˆ q trình kị khí khơng lọc hoặc chưa qua lọc, SỐ

(có bắt buộc; lớp đáy hồ nước thải cơng nghiệp

thơng khí) là q trình kị khí

Kết hợp

hiểu khí - kị Giống như ở trên Xử lý nước thải qua

khí Hồ facultative nhưng khơng có thiết lọc hoặc chưa qua lọc,

(nguồn oxy bị thông khí nước thải cêng nghiệp

từ tảo)

Điều kiện kị khí

trong tồn hồ, thường

" ó thêm hồ hiếu khí Xử lý nước thải đơ thị,

Kị khí Hồ xử lý kị khí | “Ousmane bea hoac facultative dé xu nước thải công nghiệp en gag,

lý tiếp nước thải sau

giai đoạn kị khí này

SVTH: Nguyễn Trân Ngọc Phương GVHD: ThS Lam Vinh Son

Trang 27

Kết hợp giữa các loại

hồ đã nêu trên Xử lý triệt đê nước thải

tated Thường có thêm `

Ki khi kêt nak LÀ c2 aueng oS đô thị với hiệu suất khử hợp với kị Hệ thông hô xử giai đoạn hồn lưu

khí - hiếu khí| FÝ nước từ hồ hiệu khí sang ho kị khí vi sinh vật gây bệnh cao

(Nguồn: Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải băng biện pháp sinh học, 2003)

mm xs Mi)

Tảo

+ { ™ C0, H,S

O, - CO,NO/,POC,S0/ - Cácal Ví khuẩn hiếu khí

Nước thải Chất rắn lắng — Vi khuẩn yếm kh

VI IV LEODADAAD AP PP PLOPAPAA AL OD PP ALD PD APPEAL AALS EE

Hình 3.4: Phân bố các vùng trong Hồ thực vật 3.2.2 Xử |ý nước thải bằng thực vật 3.2.2.1 Xử lý nước thải bằng tảo

Tảo là nhóm vi sinh vật có khả năng quang hợp, chúng có thể ở dạng đơn bào (vài loài có kích thước nhỏ hơn một số vi khuẩn), hoặc đa bào (như các loài rong biển, có chiều dài tới vài mét) Các nhà phân loại thực vật dựa trên các loại sản phẩm mà tảo tong hợp được và chứa trong tế bào của chúng, các loại sắc tố của tảo dé phân loại chúng

Tảo có tốc độ sinh trưởng nhanh, chịu đựng được các thay đổi của mơi trường, có khả năng phát triển trong nước thải, có giá trị dinh dưỡng và hàm lượng protein cao

Trang 28

-16-

3.2.2.2 Xử lý nước thải bằng thủy sinh thực vật có kích thước lớn

Thủy sinh thực vật là các loài thực vật sinh trưởng trong mơi trường nước, nó có thê gây nên một sô bất lợi cho con người do việc phát triên nhanh và phân bô rộng của

chúng

Bảng 3.3: Một số thủy sinh thực vật tiêu biểu

Loại Tên thông thường Tên khoa học

Hydrilla Hydrilla verticillata

Thuy sinh thyc vat séng — : :

Chìm Water milfoil Mỹyriophyllum spicatum

Blyxa Blyxa aubertii

Luc binh Eichhornia crassipes

, Béo tam Wolfia arrhiga

Thuy sinh thực vật sông

trôi nôi trôi nỗi Bèo tai tượng Pistia stratiotes

Salvinia Salvinia spp

Cattails Typha spp

Thuỷ sinh thực vật sống nỗi Bulrush Seirpus spp

Sậy Phragmites communis

(Nguồn: Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học, 2003) 3.3 Sơ lược về Bã mía, Cây lục bình và Cây rau muống:

3.3.1 Sơ lược về ba mia:

Bã mía chiếm 25-30% trọng lượng mía đem ép Trong bã mía chứa trung bình 49% là nước, 48% là xơ (trong đó chứa 45-55% cellulose) 2,5% là chất hồ tan (đường) Bã mía có thể dùng làm nguyên liệu đốt lò, hoặc làm bột giấy, ép thành ván dùng trong kiến trúc, cao hơn là làm ra Furfural là nguyên liệu cho ngành sợi tổng hợp

3.3.2 Cay luc binh (Eichhornia crassipers):

Trang 29

-17-

Lục bình là cây thân thảo sống trôi nổi trên mặt nước hoặc bám trên đất bùn Thân gồm I trục mang nhiều lông ngắn và những đốt mang rễ và lá (Nguyễn Đăng Khơi, 1985 Được trích từ Nguyễn Văn Tùng, 2004.)

- La: Don, moc thanh chum tao thanh hoa thi, phién tron dai 4 — 8 cm, bìa nguyên,

gân hình cung, mịn, đặc sắc, cuống lá rất xốp thường phù to tạo thành phao nổi hình lọ thường ngắn và to ở cây non, kéo dài đến 30 em ở cây già

- Hoa: Xanh nhạt hoặc xanh tím tạo thành chùm đứng, cao 10 — 20 cm, không đều, đài và tràng cùng màu đính ở gốc, cánh hoa trên có đếm vàng, 3 tâm bì nhưng chỉ có Ì

tâm bì thụ, 6 tiểu nhị với 3 tiểu nhị dài và 3 tiểu nhị ngắn

- Rễ: Dạng sợi, bất định, không phân nhánh, mọc thành chùm dài và rậm ở dưới chiếm 20 — 50% trọng lượng toàn cây tuỳ thuộc vào môi trường sống nhiều hay ít dinh

dưỡng (Nguyễn Đăng Khôi, 1985 Được trích từ Nguyễn Văn Tùng, 2004)

3.3.3 Cây rau muéng (Ipomoea Aquatica):

Rau muống là cây ngắn ngày, sinh trưởng nhanh, cho năng suất cao, sống được ở nhiệt độ cao và đủ ánh sáng

Có thể trồng rau muống trên nhiều loại đất: đất sét, đất cát, đất pha cát, đất ẩm giàu mùn hoặc đất được bón phân hữu cơ, kể cả trên nước, có độ pH= 6,3 - 7,3

Trong 100g rau muống có 78,2g nước; 2,7g Protein; 85mg canxi; 31,5mg photpho; 1,2mg sắt và 20mg vitamin C

Trang 30

-18-

CHUONG 4

MO HINH NGHIEN CUU, PHUONG PHAP NGHIEN

CUU, KET QUA VA THAO LUAN

4.1 Thời gian và địa điểm tiến hành nghiên cứu:

4.1.1 Thời gian nghiên cứu: Từ 05/4/2010 đến 30/6/2010

4.1.2 Địa điểm đặt mơ hình:

127B, D2-Lầu 4 - Nhà Khách Cty Xây Dựng Cơng Trình Giao Thông 677 — Tổng Công ty Xây dựng Cơng Trình Giao Thông 6, Định Tiên Hồng, Phường 3, Quận Bình

Thạnh, Tp Hồ Chí Minh

4.1.3 Địa điểm tiến hành phân tích mẫu:

Trung tâm thí nghiệm Khoa Môi trường và Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ Tp Hồ Chí Minh (phân tích các chỉ tiêu trong nước)

Phịng Thí nghiệm của khoa Môi Trường Và Tài Nguyên Thiên Nhiên, phịng Thí Nghiệm Chuyên Sâu Khu II trường Đại học Cần Thơ (phân tích thành phần hỗn hợp khí Blogas)

4.2 Mơ hình thí nghiệm: 4.2.1 M6 hinh Biogas:

Mô hình đối chứng Bẹ : là mơ hình làm bằng kính, dày 4,5mm, hình hộp chữ nhật, có kích thước là D x R x C = 0,8 x 0,4m x 0,4m

Mơ hình nghiên cứu nâng cao Bị : là Mơ hình làm bằng kính, dày 4,5mm, hình hộp chữ nhật

Kích thước: D x R x C = 1,2m x 0,4m x 0,4m ; Chia làm 3 ngăn, với cấu tạo như sau:

Ngăn thứ Icó kích thước: D x R x C = 0.3m x 0,4m x 0,4m Tại ngăn này là nơi tiếp nhận nước thải đầu vào và được chứa bã mía

Ngăn thứ 2 có kích thước: D x R x C = 0.6m x 0,4m x 0,4m Ngăn này tiếp nhận nước thải từ ngăn thứ nhất thông qua ống xả tràn bố trí cách đáy mơ hình là 0,32m

SVTH: Nguyễn Trân Ngọc Phương GVHD: ThS Lam Vinh Sơn

Trang 31

-19-

Ngăn thứ 3 cé kich thuéc: D x R x C = 0.3m x 0,4m x 0,4m Đây là ngăn chứa nước sinh ra sau quá trình phân hủy ky khí, cũng là ngăn chưa nước trước khi dẫn qua hệ thống hồ thực vật Cuối bể có hệ thống ống dẫn nước sang hệ thống Hồ thực vật

Túi thu khí: có dang hình trụ đứng, chiều dài là im, Bán kính là 0,15m Thể tích là

70lit, làm bằng nhựa trong suốt

4.2.2 Mơ hình Hồ sinh học thực vật:

Mơ hình làm bằng thùng xốp, có dạng hình hộp chữ nhật

Với kích thước là D x R x C = 0,7m x 0,5m x 0,5m, mô hình được gia cố thêm một lớp lót bằng nhựa trong, có gắn các van tiếp nhận nước và van xả nước ra

4.3 Phương pháp thu mẫu - vận hành mơ hình và phân tích mẫu:

4.3.1 Phương pháp thu mẫu:

4.3.1.1 Thu mẫu nước thải chăn nuôi heo tại cơ sở chăn nuôi:

Nước thải lấy từ hỗ gom trước khi cho vào bể Biogas của nông hộ chăn nuôi — mâu được đồng hóa nước và phân heo với nhau

Thời gian lấy mẫu: 14h30, ngày 5 tháng 4 năm 2010

Hiện trạng mâu: màu xám, mùi hôi

Điều kiện thời tiết: Trời nắng, đứng gió

4.3.1.2 Thu mẫu sau các khoảng thời gian vận hành mô hình: Tại bể Biogas: tại van thu

4.3.1.3 Thu mẫu khí sinh ra:

Khí biogas sinh ra ở mỗi mơ hình Bọ và Bị được thu vào túi thu khí chuyên dùng có tráng bạc mặt trong cùng

4.3.2 Phương pháp phân tích mẫu:

Xác định pH : máy đo pH

Xác định SS (mg/I): phương pháp phân tích khối lượng Xác định COD (mg/]): phương pháp đun kín

Xác định BOD5 (mg/1): Dựa trên phương pháp do Oxi hòa tan bằng phương pháp winller cải tiến

Xác định Tổng Nito Kjedahl (mg/1): Phương pháp chưng cất bằng bộ Kjedahl Xác định Tổng phosphor (mg/1): phương pháp quang phố hấp thu

Xác định Tổng Coliform (CFU/100ml): Phương pháp lên men nhiều ống

SVTH: Nguyễn Trân Ngọc Phương GVHD: Th§ Lâm Vĩnh Sơn

Trang 32

-20-

4.4 Kết quả nghiên cứu:

4.4.1 Thí nghiệm xác định các thông số đầu vào:

Bảng 4.1: Thông số đầu vào của nước thải sau khi phân tích Chỉ tiêu Giá trị pH 7,3 SS (mg/l) 5173 COD (mg/l) 10560 BOD, (mg/l) 7181 N — Kjeldahl) 166,67 T - P (mg/l) 38,2 T - Coliform 7 210x10 (CFU/100ml)

4.4.2 Kết quả thí nghiệm của lần nghiên cứu thứ nhất: 4.4.2.1 Mơ hình Biogas:

Lần nghiên cứu thứ nhất tiến hành dựa trên 2 nghiệm thức: Bọ — là nghiệm thức đối

chứng và B¡ —- là nghiệm thức nghiên cứu nâng cao Sau thời gian nghiên cứu là 60 ngày , các kết quả thu được cho trong bảng sau:

a Diễn biến pH theo thời gian ở hai nghiệm thức Bọụ và By:

Diễn biên pH trong 2 nghiệm thức Bụ và Bị trong lần thí nghiệm thứ nhất —o— pH - BO —#-pH-Bl 10 on fA MN

Ngay Ngay Ngay Ngay Ngay Ngay Ngay NgayNgay Ngay Ngay Ngay Ngày

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 SS 60

NGAY

Đồ thị 4.1: Diễn biến pH trong 2 nghiệm thức Bọ và Bị trong lần thí nghiệm thứ nhất

SVTH: Nguyễn Trân Ngọc Phương : GVHD: ThS Lam Vinh Son

Trang 33

Dựa vào kết quả thu được trong bảng số liệu và đồ thị, ta thấy chênh lệch

pH trong hai nghiệm thức không đáng kể Trong khoảng 10 - 15 ngày đầu, pH < 7.0,

thể hiện tính chất acid, chứng tỏ đang ở giải đoạn đầu của quá trình phân hủy ky khi

— giai đoạn thủy

phân và sau đó là lên men acid Nguyên nhân làm mơi trường

có tính acid là do các chất

hữu cơ phân phức tạp hơn phân hủy bị thủy phân thành các chất hữu cơ

đơn giản, và

những chất này chính là cơ chất cho quá trình lên men acid

Sau quá trình lên men acid,

môi trường dần chuyển sang kiềm, chính tính kiềm của mơi trường,

các vi sinh vật lên

men acid sé bi tc ché San pham tao ra tir qua trình lên men acid

sẽ được lên men rượu, và cuối cùng là lên men methane Cuối loạt thí nghiệm, pH lần

lượt tại nghiệm thức Bọ và

Bị là 8,2 và 8.0

b Diễn biễn SS theo thời gian Ở bai nghiệm thức Bọ và Bi:

Diễn biên SS (mỹg/1) trong 2 nghiệm thức Bạ và Bị

trong lần thí nghiệm thứ nhất —e— $$ - BO (mg/) —a—S$S- Bi ng) 7000 6000 _ 5000 S 4000 R 3000 zw 2000 #2 1000 0

Ngày Ngày Ngày NgayN gày Ngày Ngày NgayNgay Ngày

Ngay N gay Ngay

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

55 60

NGAY

pe

pd thj 4.2: Dién bién SS trong 2 nghiệm thức Bọ và Bị trong lần thí nghiệm thứ nhất

Trong giai đoạn đầu quả quá trình phân hủy ky khí — tức là quá trình

thủy phân, do

sự tác động của các enzyme, quá trình phân cắt chất hữu cơ xảy ra VÌ thế,

trong khoảng 10 — 15 ngày dau, SS tang dang kể ( từ 5173 mg/1 ở thời điểm ban đầu

tăng lên 5302 ở

nghiệm thức đối chứng Bọ và lên đến 6200 mg/1 ở nghiệm thức Bị

chỉ sau 5 ngày nghiên

cứu) Ngày thứ 15 trở đi, SS ở hai nghiệm thức có biểu hiện giảm nhẹ Trong khoảng từ ngày thứ 15 đến ngày thứ 40 thì SS giảm ro rệt nhất Có thể thấy ở nghiệm

thức Bụ: từ

4954 mg/1 (ngày 15) giảm xuống còn 1936 mg/1 (ngày thứ 40)

Và cũng tương tu: tir

4954 mg/l (ngày 15) giam xuống còn 1936 mg/1 (ngày thứ 40)

ở nghiệm thức Bị Từ

` HT VIÊN

SỢTH: Nguyễn Trân Ngọc Phuong Fo DRY †P.J®2713946 THUAT CONG NGHE TpHC}WHD: ThS Lam Vinh Son

Trang 34

-22-

ngay thir 40 đến ngày thứ 60, dù pH có giảm nhưng khơng đáng kể so với giai đoạn trước d6 (tir 1936 mg/l xuéng con 1298 mg/l tại nghiệm thức Bụ, và từ 1750 mg/1 xuống còn

803mg/1 ở nghiệm thức Bị — lần lượt tại thời điểm sau 40 ngày và 60 ngày nghiên cứu

Kết thúc 60 ngày nghiên cứu, ta thấy hiệu quả xử lý SS của nghiệm thức Bọ là 74,91% (tương ứng là từ 5173 mg/1 giảm xuống còn 1298 mg/1) Tương tự, với mức giảm SS 14 5173 mg/l xuống cịn 803 mg/I thì hiệu quả loại bỏ SS trong nước thải của nghiệm

thức Bị — có bổ sung bã mía là 84,48%, cao hơn nghiệm thức đối chứng — Bọ là 9,57% Điều này chứng tỏ, việc bổ sung bã mía góp phần giảm SS Dù trong 10 ngày đầu, nghiệm thức B¡ SS tăng nhiều hơn nghiệm thức Bọ

c Diễn biến COD (mg/)) theo thời gian ở hai nghiệm thức Bọ và Bị:

Diễn bien COD (mg/l) trong 2 nghiệm thie By va B,

trong lần thí nghiệm thu nhat

| ——COD - BO (mg/l) —m—COD - BI (mg/) | 18000 16000 14000 12000 10000 $000 6000 4000 2000 0 COD (mg/l)

Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày NgàyNgày Ngày Ngày Ngày Ngày

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

NGAY

Đồ thị 4.3: Diễn biến COD trong 2 nghiệm thức Bọ và Bị trong lần thí nghiệm

thứ nhất

Dựa vào đồ thị và số liệu ghi nhận được sau các khoảng thời gian nghiên cứu, trong

20 ngày đầu nghiên cứu, COD ở hai nghiệm thức luôn tăng so với giá trị COD đầu vào

(10560 mg/l) Sau 5 ngay, COD tang lần lượt là 11090 và 12400 mg/1 tại 2 nghiệm thức Bọ và Bị Đến hết ngày thứ 10, COD tăng tiếp tục và cao hơn sau 5 ngày (lần lượt đạt

13580 mg/l va 16500 mg/l tai nghiệm thức Bọ và B))

Nguyên nhân của hiện tượng này cũng là do quá trình thủy phân đang xảy ra Mặt khác, hệ vi sinh vật hoạt động trong môi trường ky khí chưa ổn định hoàn toàn, một số vi

Trang 35

-23-

sinh hiếu khí và tùy nghỉ còn lẫn tạp trong hệ thống, làm cản trở hoạt động của hệ thống

nói chung, và làm tăng COD trong thời gian đầu nói riêng

Một vấn đề nữa mà kết quả nghiên cứu thể hiện, chính là cùng thời điểm như trên,

COD trong nghiệm thức Bị tăng cao so với nghiệm thức Bạ, do bã mía cịn một phần đường saccharose (2,5% bã mía là đường), giai đoạn đầu được tiết vào nước thải làm

tăng COD của hệ thống

Hiện tượng COD gia tăng kết thúc sau ngày thứ 20, sau đó giảm ổn định cho đến cuối qua trinh: tir 11304 mg/l va 10400 mg/l tại ngày thứ 20 của nghiệm thức Bọ và Bị lần lượt giảm còn 2540 mg/1 và 1560 mg/1 ở ngày thứ 60

Từ những kết quả đó, hiệu quả khử COD trong nghiệm thức Bọ đối chứng là 75,95% (tương ứng từ 10560 mg/l giảm còn 2540 mg/Ù thấp hơn hiệu quá của nghiệm thức Bạ trong cùng thời gian nghiên cứu là 85,23% (tương ứng từ 10560 mg/l xuống còn

1560 mg/l) một khoảng là 9,28%

d Diễn biễn BOD; (mg/) theo thời gian ở hai nghiệm thức By va B;:

Diễn bién BODS (mg/l) trong 2 nghiệm thức Bụ và B¿ trong lần thí nghiệm thứ nhât —®—BOPDS - B0 (mg.]) —m-BODS - BI (mg) | 12000 10000 S000 6000 4000 2000 0 BOD, (mg/l)

Ngay Ngay Ngay Ngay Ngay Ngay Ngay N gayNgay Ngay Ngay Ngay Ngay

0 5 10 lŠ 20 25 30 35 40 45 50 55 60

NGAY

Đồ thị 4.4: Diễn biến BOD; (mg/l) trong 2 nghiệm thức Bọ và B; trong lần thí nghiệm thứ nhất

Kết quả thí nghiệm cho thấy, diễn biến BOD; tương tự như quá trình thay đỗi COD trong nước suốt quá trình xử lý BOD; đầu vào của hai nghiệm thức Bọ và Bị là

7181 mg/l Sau 5 ngày nghiên cứu, BOD; tăng nhẹ, lan luot 14 7541 mg/l va 8432 mg/l tại 2 nghiệm thức Bọ và Bị

Trang 36

-24-

Sau 10 ngày nghiên cứu, BOD; tăng cao (lần lượt đạt mức 9234 mg/I và 11220 mg/l tai hai nghiệm thức Bọ và Bị) Sau 15 ngày, BOD; vẫn còn cao so với giá trị đầu vào ( 7942 mg/1 và 8704 mg/l lần lượt tại 2 nghiệm thức Bọ và Bị) Sự gia tăng BOD; được giải thích tương tự như sự gia tăng COD trong giai đoạn thủy phân nước thải Và cũng như vậy, ở nghiệm thức B¡, BOD; tăng cao so với nghiệm thức Bọ là 1986 mg/1 (11220 mg/1 so với 9234 mg/l)

Tuy nhiên, sau 15 ngày, BOD; ở hai nghiệm thức bắt đầu giám nhẹ Đến ngày thứ

30, tại nghiệm thức Bọ hiệu quả khử BOD; là 47% trong khi cùng với thời điểm đó, hiệu

quả khử BOD; là 66% tại nghiệm thức B¡ Sau 30 ngày, BOD; hầu như giảm đều đặn sau

từng khoảng thời gian

Kết thúc 60 ngày nghiên cứu, BOD; trong nghiệm thức Bọ còn lại la 1727 mg/l và B, la 1061 mg/1, tương ứng với hiệu quả xử ly lần lượt là 76% và 85,22% tại hai nghiệm thức

ø Diễn biến T - N K(mg/I) theo thời gian ở hai nghiệm thức Bạ và B;:

Diễn biến T -N (mg/l) trong 2 nghiệm thức B0 và BI trong

lần thí nghiệm thứ nhất [—+—TN - B0 (mg1) —#—TN - B1 (mg/) 350 300 <=250 B00 = 150 Z 100 ' 50 0

Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày NgàyNgày Ngày Ngày Ngày N gay

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

NGAY

Đồ thị 4.5: Diễn bién T-N K(mg/1) trong 2 nghiém thức Bọ và Bị trong lần thí nghiệm thứ nhất

Sau 10 ngày nghiên cứu, Ni-tơ tăng mạnh ở nghiệm thức B; (tăng hơn 2 lần lượng Ni-tơ ban đầu: từ 166,67 mg/I lên đến 326,2 mg/I), và cũng tương tự ở nghiệm thức B0 (lên đến 227,6 mg/I) Quá trình bổ sung bã mía cũng góp phan làm tăng Ni-tơ trong giai

doan nay

Trang 37

-25-

Kết thúc ngày thứ 15, ở nghiệm thức đối chứng Bạ, Ni-to van cao hơn so với Ni-to ban đầu (giá trị phân tích là 208,7mg/I), sau đó giảm nhanh đến giá trị 84,6 mg/1 tại ngày

thứ 35 Cuối ngày thứ 60, Ni-tơ còn lại 14 54,8 mg/l Hiệu quả khử Ni-tơ sau 60 ngày của

mô hình đối chứng là 67,12%

Diễn biến Ni-tơ trong nghiệm thức Bạ cũng tương tự Ni-tơ giảm đều đặn, khơng

có hiện tượng tăng đột ngột sau 60 ngày nghiên cứu, Ni-tơ trong nghiệm thức B; là 43,1 mg/l Kết thúc thí nghiệm, hiệu quả khử Ni-tơ trong nước thải tại nghiệm thức Bọ là 67,12%, trong khi tại nghiệm thức B; là 74,1%

£ Diễn biến T - P (mg/ theo thời gian ở hai nghiệm thức Bạ và Bị:

Diễn biến T - P (mg/l) trong 2 nghiệm thic By va B, trong

Ngay Ngay Ngay Ngay Ngay Ngay Ngay NgayNgay Ngay Ngay Ngày Ngày

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 S50 5S 60

NGAY

Đồ thị 4.6 : Diễn biến T-P (mg/l) trong 2 nghiệm thức Bọ và Bị trong lần thí nghiệm thứ nhất

Sau 5 ngày, T-P tăng nhẹ: từ 32,8 mg/1 tiến về giá trị 39,6 mg/1 và 39,5 mg/1 lần

lượt ở hai nghiệm thức Bọ và Bạ Đến hết ngày thứ 15, T-P có dấu hiệu giảm so với giá trị

ban đầu ở nghiệm thức Bạ Sớm hơn nghiệm thức Bọ, T-P tại nghiệm thức B¡đã giảm sau 10 ngày

Ở nghiệm thức Bọ: quá trình giảm T-P liên tục từ sau 15 ngày đến 40 ngày Cuối

ngày thứ 40, giá trị T-P là 26,9 mg/l Sau đó, vào ngày thứ 45, có dấu hiệu tăng bất thường (đạt 27,5 mg/1) sau đó giảm đều đặn về giá trị 22,3 mg/1 vào cuối ngày thứ 60

Hiệu quả khử T-P là 41,62% - Ít nhất so với những hiệu quả khử những chỉ tiêu khác cùng thời gia nghiên cứu

Trang 38

-26-

Tương tu, tai nghiém thirc By, diễn biến quá trình xảy ra tương tự Vào cuối ngày

thir 5, T-P dat 39,5 mg/l, cao hon gia tri ban dau 14 1,3 mg/l, tuy nhién, thap hon gia tri T- P của nghiệm thức Bạ cùng thời điểm nghiên cứu Sau 35 ngày, T-P đạt giá trị là

22,8mg/1 Đến ngày thứ 40, T-P tăng nhẹ, tiến vé gid tri 23,6 mg/l Sau đó giảm dan vé

20,1 mg/1 sau 60 ngày nghiên cứu, hiệu suất xử lý T-P là 47,38

g Thanh phan khi Biogas sinh ra trong hai nghiệm thức ở lần nghiên cứu thứ nhất

Bang 4.2: Thành phần % khí trong hỗn hợp khí Biogas trong 2 nghiệm thức

Khi Thể tích (íQ và Phan trăm khí trong hỗn hợp 1 NTBo NTB, L 14.805 15.773 Biogas % 100 100 L 8.069 8.754 CH, % 54.5 55.5 L 5.049 5.552096 CO; % 34.1 35.2 m 4704 1015 HS pp % 0.005 0.001 L 1.683 1.466 Khac % 11.395 9.299

SVTH: Nguyén Tran Ngoc Phuong GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn

Trang 39

'KHÁC 11 - H2S =CH4 C02 CHa @co2 34,1 54,5 | mH2S 34% * mKHAC

Thành phần khí Biogas trong hai nghiệm thức Bo lần thí

nghiệm thứ nhât

lần nghiên cứu thứ nhất tại nghiệm thức đối chứng Bọ

` KHÁC ` H2S : 9 | 8CH4 CH4 sss CO2 56% mH2S co2 35,2 wm KHAC 35%

Thành phần khí Biogas trong nghiệm thức Bị ở lần thí

nghiệm thứ nhất

lần nghiên cứu thứ nhất tại nghiệm thức BI

Nhìn chung, những thành phần khí “ có lợi” phát sinh trong nghiệm thức Bị đều nhiều hơn so với nghiệm thức Bọ Từ kết quả phân tích khí bằng máy GA94, ta thấy rằng,

lượng khí sinh ra tại nghiệm thức Bạ có phần nhiều hơn lượng khí sinh ra tại nghiệm thức Bọ (15,778 lít so với 14,805 lit) Về thành phần khí CH¿, nghiệm thức Bị cho một lượng

Trang 40

-28-

khí là 55,5% cao hơn 1% so véi nghiém thitc By déi chimg Dac biệt là lượng HS tại nghiệm thức B; ít hơn nghiệm thức Bụ đến 5 lần ( 0,001 % so với 0,005 %)

4.4.2.2 Kết quả nghiên cứu hiệu quả xử lý của hồ sinh học thực vật lần nghiên cứu thứ nhất (tiếp theo nghiệm thức Bị):

Với việc tiếp nhận nước đầu ra của nghiệm thức Bị từ mơ hình Biogas, kha nang

xử lý của Hồ thực vật thể hiện cụ thể dưới đây: a Diễn biến pH trong hô thực vật

Diễn biến pH tại Hồ thực v at trong lần thí nghiệm thứ nhất

—e— pH

Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày Ngày

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ngày

Đồ thị 4.9: Diễn biến pH tại hồ thực vật trong xử lý tiếp tục dong thái đầu ra của nghiệm thức B; tại lần thí nghiệm thứ nhất

Từ đồ thị, ta thấy pH trong hồ thực vật biến thiên liên tục trong khoảng [6.8, 8,0]

Môi trường trong hồ sinh học thay đổi chậm trong 6 ngày đầu Từ 8 -7,8 — 7,6 — 7,9 và giảm về 7,5 tại ngày thứ 8 Ngày xử lý thứ 4, hệ rễ lục bình bắt đầu có dấu hiệu phân hủy,

cây lục bình bắt đầu chết dần Trong hồ lúc này chỉ còn cây rau muống là chịu đựng được Sau 10 ngày pH có dấu hiệu tăng lên ngưỡng 7,9 — 8,0 Cuối ngày nghiên cứu thứ 20, hiện tượng quá tải xảy ra, rau muống chết một phan, hiện tượng phân hủy sinh học xảy ra làm pH môi trường giảm

Nhìn chung, pH hồ thực vật thay đổi không đang kể, và vẫn nằm trong giới hạn cho phép Cuối quá trình xử lý, nếu chỉ xét riêng tiêu chuẩn này thì dịng thải đủ tiêu chuân xả ra môi trường

Định dạng
Số trang	83
Dung lượng	3,73 MB