Nghiên cứu đề xuất xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương pháp sinh học tại xã tây tựu từ liêm hà nội

LỜI CẢM ƠN Đƣợc đồng ý Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, Khoa Quản Lý Tài nguyên Rừng Môi trƣờng, tiến hành đề tài tốt nghiệp xã Tây Tựu, huyện Từ Liêm, thành phố Hà Nội Qua đề tài xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cán Ban quản lý môi trƣờng, cán UBND xã Tây Tựu nhân dân địa bàn xã đặc biệt gia đình Lê Văn Chỉnh giúp nhiều thời gian thực khóa luận tốt nghiệp: “ Nghiên cứu đề xuất xử lý nước thải sinh hoạt phương pháp sinh học xã Tây Tựu – Từ Liêm – Hà Nội ’’ Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô khoa Quản lý Tài nguyên Rừng Môi trƣờng giúp đỡ thời gian theo học nhƣ thực tập tốt nghiệp, đặc biệt xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo, PGS.TS Nguyễn Thế Nhã tận tình giúp đỡ bảo, giúp đỡ tơi để tơi hồn thành đề tài tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn Sinh viên thực Nguyễn Thị Hồng Thắm MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Phần Đặt vấn đề: .1 Phần Chƣơng I: Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1 Khái quát nƣớc thải: 1.1.1 Nƣớc thải sinh hoạt: 1.1.2 Nƣớc thải công nghiệp: 1.1.3 Nƣớc mƣa hay nƣớc chảy tràn mặt đất: 1.1.4 Nƣớc thải đô thị: .4 1.2 Tổng quan xử lý nƣớc thải phƣơng pháp sinh hoc: .4 1.2.1 Khái niệm phân bố vi sinh vật nƣớc: 1.2.2 Khái quát vi sinh vật có nƣớc thải sinh hoạt: 1.2.3 Cơ chế xử lý nƣớc thải phƣơng pháp sinh học: .8 1.2.4 Các yếu tố ảnh hƣởng lên trình làm nƣớc thải phƣơng pháp sinh học: 10 1.3 Nghiên cứu ứng dụng sử dụng vi sinh vật chế phẩm vi sinh vật xử lý nƣớc thải: 13 1.3.1 Trên giới: 13 1.3.2 Tại Việt Nam: .13 1.4 Ƣu nhƣợc điểm việc ứng dụng vi sinh vật chế phẩm vi sinh vật xử lý ô nhiễm nƣớc thải : 15 1.4.1 Ƣu điểm: .15 1.4.2 Nhƣợc điểm: 15 Chƣơng II: Mục Tiêu – Đối Tƣợng – Nội Dung - Phƣơng pháp nghiên cứu 17 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 17 2.1.1 Mục tiêu chung : 17 2.1.2 Mục tiêu cụ thể : 17 2.2 Đối tƣợng nghiên cứu: .17 2.3 Nội dung nghiên cứu : .18 2.4 Phạm vi nghiên cứu: .18 2.5 Vật liệu Phƣơng pháp nghiên cứu : 19 2.5.1 Thành phần vi sinh có chế phẩm Biomix 19 2.5.2 Phƣơng pháp nghiên cứu: 20 2.5.2.1 Phƣơng pháp kế thừa tài liệu: 20 2.5.2.2 Phuơng pháp bán vấn: 20 2.5.2.3 Ph ƣong ph áp l m ẫu ều tra……………………………… ….21 2.5.2.4 Phƣơng pháp xử lý số liệu nội nghiệp: 21 Chƣơng III : Điều kiện tự nhiên – Kinh tế - Xã hội khu vực nghiên cứu: .22 3.1 Điều kiện tự nhiên : .22 3.1.1 Vị trí địa lý: 22 3.1.2 Địa hinh, khí hậu: 22 3.1.3 Tài nguyên : 23 3.2 Điều kiện kinh tế : 24 3.3 Văn hóa – Xã hội : 24 3.3.1 Đặc điểm xã hội: 24 3.3.2 Đặc điểm văn hóa: .25 Chƣơng IV : Kết nghiên cứu 26 4.1 Kết điều tra công tác vệ sinh môi trƣờng khu vực nghiên cứu 26 4.1.1 Hiện trạng môi trƣờng khu vực nghiên cứu: .26 4.1.2 Công tác vệ sinh môi trƣờng: .26 4.2 Kết phân tích nƣớc khu vực nghiên cứu: .27 4.3 Đề xuất hƣớng áp dụng xử lý nƣớc thải sinh hoạt khu vực nghiên cứu: 43 Chƣơng IV Kết luận – Tồn – Khuyến nghị: 46 5.1 Kết luận: 47 5.2 Tồn tại: 48 5.3 Khuyến nghị: 49 Phần - Tài liệu tham khảo - Phần phụ biểu DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD : Nhu cầu oxi sinh hóa BOD5: Nhu cầu oxi sinh hóa sau ngày COD: Nhu cầu oxy hóa học DO: Nồng độ oxi hịa tan Fe : Sắt KHCNVN: Khoa học cơng nghệ Việt Nam NO3- : Nitrat hòa tan NXB :Nhà xuất Pb : Chì QCVN: Quy chuẩn Việt Nam TSS: Chất rắn tổng số VSV: Vi sinh vật DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 11 Một số hình ảnh vi sinh vật có nƣớc thải sinh hoạt Hình 1.2 Sơ đồ mơ tả khái qt khu vực lấy mẫu Hình 2: Cơ chế trình xử lý nƣớc thải hồ sinh vật DANH MỤC CÁC BẢNG + BIỂU ĐỒ Bảng 1: Chức số giống vi khuẩn tham gia xử lý nƣớc thải sinh hoạt Bảng 4.1 Hàm lƣợng tiêu cống thải Bảng 4.2: Kết phân tích nồng độ tiêu trƣớc sau tiến hành thí nghiệm mẫu nƣớc thải sinh hoạt Bảng 4.3: Diễn biến hàm lƣợng số tiêu sau tiến hành thử nghiệm điều kiện kị khí so với mẫu đối chứng sau tuần Bảng 4.4: Diễn biến hàm lƣợng số tiêu sau tiến hành thử nghiệm điều kiện hiếu khí so với mẫu đối chứng sau tuần Bảng 4.5: Hàm lƣợng số tiêu tiến hành thử nghiệm điều hiếu khí so với điều kiện kị khí sau tuần Bảng 4.7 :Một số thực vật trôi Biểu đồ 4.01 Hàm lƣợng số tiêu mẫu nƣớc trƣớc sau thử nghiệm khu vực nghiên cứu Biểu đồ 4.02 Hàm lƣợng tiêu mẫu đối chứng so với mẫu nƣớc thử nghiệm với chế phẩm điều kiện kị khí Biểu đồ 4.03 Hàm lƣợng mốt số tiêu mẫu nƣớc đối chứng so với mẫu nƣớc xử lý hiếu khí Biểu đồ 4.04 Hàm lƣợng số tiêu mẫu nƣớc xử lý kị khí so với xử lý hiếu khí ĐẶT VẤN ĐỀ Thế kỉ 21 - kỉ phát triển mạnh mẽ khoa học, kĩ thuật, kinh tế xã hội, với tình trạng dân số tăng nhanh, tốc độ phát triển cơng nghiệp hóa, đại hóa, thị hóa cách nhanh chóng trở thành thách thức lớn nhân loại nhu cầu sử dụng nguồn tài nguyên, tài nguyên nƣớc tăng lên cách đáng kể kéo theo lƣợng nƣớc thải ngày nhiều, khan nhƣ thiếu nguồn nƣớc vấn đề đƣợc giới quan tâm không riêng Việt Nam Một nhiều giải pháp đƣợc đƣa nhằm khắc phục tình trạng xử lý tái sử dụng nguồn nƣớc thải, cịn hạn chế nhiễm mơi trƣờng Hiện có nhiều phƣơng pháp đƣợc nghiên cứu áp dụng xử lý nƣớc thải nhƣ biện pháp hóa lý, biện pháp hóa học, biện pháp hóa sinh mơ hình xử lý Các biện pháp thƣờng tốn cịn tạo chất tồn dƣ có hại sử dụng chất hóa học để xử lý Cơng nghệ sinh học từ lâu đƣợc biết đến ví nhƣ lên men để tạo rƣợu, nhiên lúc ngƣời chƣa biết tƣợng gì? Ngày cơng nghệ sinh học đƣợc áp dụng phổ biến nhiều lĩnh vực nhiên xử lý môi trƣờng nƣớc ta cơng nghệ sinh học cịn mẻ Việt nam có số cơng trình nghiên cứu, tuyển chọn, sản xuất chế phẩm vi sinh vật sử dụng vào q trình xử lý chất thải, phải kể đến cơng trình nghiên cứu TS Tăng Thị Chính cán Phịng Vi sinh vật môi trƣờng - Viện Công nghệ Môi trƣờng – Viện Khoa học Công Nghệ Việt Nam (KHCNVN) thử nghiệm thời gian qua đạt đƣợc kết khả quan Hà Nội khu đô thị lớn nƣớc ta Vấn đề xử lý môi trƣờng đặc biệt môi trƣờng nƣớc đƣợc Ban quản lý môi trƣờng Thành phố quan tâm Tuy nhiên cơng trình xử lý nƣớc thải, nƣớc bị nhiễm tập trung chủ yếu nhà máy xí nghiệp, khu đô thị, trung tâm lớn nƣớc thải sinh hoạt khu dân cƣ có quy mô vừa nhỏ, hoạt động nông nghiệp nƣớc thải sinh hoạt chủ yếu theo đƣờng ống xả thải môi trƣờng.Tây Tựu xã ven nằm phía Tây Bắc huyện Từ Liêm – Hà Nội, hoạt động nơng nghiệp trồng hoa màu, xã ven đô nhƣng tập trung lƣợng học sinh sinh viên lớn Hơn vùng đất định hƣớng phát triển đô thị mở rộng Thành phố Hà Nội vài năm tới Nhằm góp phần lựa chọn giải pháp hữu hiệu, thân thiện với môi trƣờng giảm thiểu ô nhiễm nƣớc nguồn nƣớc thải sinh hoạt địa bàn xã nói riêng vùng dân cƣ có quy mơ vừa nhỏ nói chung tiến hành thực đề tài “Nghiên cứu đề xuất xử lý nƣớc thải sinh hoạt phƣơng pháp sinh học xã Tây Tựu – Từ Liêm - Hà Nội ’’ CHƢƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.2 Khái quát nƣớc thải Nƣớc thải nƣớc đƣợc thải sau sử dụng đƣợc tạo trình cơng nghệ khơng cịn giá trị trực tiếp q trình (Theo Tiêu chuẩn Việt Nam 5980-1995 ISO 6107/1-1980).Thông thƣờng nƣớc thải đƣợc phân loại theo nguồn gốc phát sinh chúng: 1.1.1 Nước thải sinh hoạt Nƣớc thải sinh hoạt nƣớc thải từ khu dân cƣ bao gồm nƣớc sau sử dụng từ hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, trƣờng học, quan, khu vui chơi giải trí… Đặc điểm nƣớc thải sinh hoạt có hàm lƣợng lớn chất hữu dễ phân hủy (hidratcacbon, protein, lipit), chất vô sinh dƣỡng (photphat, nitơ), vi khuẩn (có vi khuẩn gây bệnh), trứng giun sán… Hàm lƣợng chất gây ô nhiễm nƣớc thải sinh hoạt phụ thuộc vào điều kiện sống, chất lƣợng bữa ăn, lƣợng nƣớc sử dụng hệ thống tiếp nhận nƣớc thải 1.1.2 Nước thải công nghiệp Nƣớc thải cơng nghiệp hay cịn gọi nƣớc thải sản xuất Là nƣớc thải từ nhà máy, xí nghiệp sản xuất cơng nghiệp, thủ cơng nghiệp, giao thơng vận tải… Nƣớc thải cơng nghiệp khơng có đặc điểm chung mà tùy thuộc vào quy trình cơng nghệ loại sản phẩm Nƣớc thải công nghiệp thƣờng chứa lƣợng lớn chất độc hại nhƣ kim loại nặng, hợp chất độc, hợp chất hữu bền vững khó tan… nhà máy xí nghiệp khơng xử lí nƣớc thải trƣớc xả vào mơi trƣờng gây nhiễm nghiêm trọng nguồn nƣớc ảnh hƣởng đến khả tự làm nguồn nƣớc 1.1.3 Nước mưa hay nước chảy tràn mặt đất Loại nƣớc thải bẩn Chủ yếu nƣớc mƣa đợt đầu sau rơi xuống mặt đất, chứa nhiều tạp chất vô cơ, hữu nhƣ cát, bụi, rác, phân súc vật đƣờng phố với vi sinh vật công trình cấp nƣớc theo nƣớc chảy tràn 1.1.4 Nước thải đô thị Nƣớc thải đô thị thuật ngữ chung chất lỏng hệ thống cống thoát thành phố Đó hỗn hợp loại nƣớc thải kể trên, thƣờng có khoảng 50 – 60% nƣớc thải sinh hoạt 1.2 Tổng quan xử lý nƣớc thải phƣơng pháp sinh hoc 1.2.1 Khái niệm phân bố vi sinh vật nước 1.2.1.1 Khái niệm vi sinh vật Vi sinh vật sinh vật đơn bào có kích thƣớc nhỏ, không quan sát đƣợc mắt thƣờng mà phải sử dụng kính hiển vi Thuật ngữ vi sinh vật khơng tƣơng đƣơng với đơn vị phân loại phân loại khoa học Nó bao gồm virus, vi khuẩn, archaea, vi nấm, vi tảo, động vật nguyên sinh Vi sinh vật vô phong phú thành phần số lƣợng Chúng bao gồm nhóm khác có đặc tính khác hình dạng, kích thƣớc, cấu tạo, đặc tính sinh lý, sinh hóa Dựa vào đặc điểm cấu tạo tế bào, ngƣời ta chia làm nhóm lớn : Nhóm chƣa có cấu tạo tế bào bao gồm loại virut - Nhóm có cấu tạo tế bào nhƣng chƣa có cấu trúc nhân rõ ràng gọi nhóm Procaryotes, bao gồm vi khuẩn, xạ khuẩn tảo lam - Nhóm có cấu tạo tế bào có cấu trúc nhân phức tạp gọi Eukaryotes bao gồm nấm men, nấm sợi, số động vật nguyên sinh tảo đơn bào Vi sinh vật dễ phát sinh biến dị thƣờng đơn bào, đơn bội, sinh sản nhanh, số lƣợng nhiều, tiếp xúc trực tiếp với môi trƣờng sống Hình thức biến dị thƣờng gặp đột biến gen (genemutation) dẫn đến thay đổi gồm chất vô lẫn chất hữu cơ, ảnh hƣởng đến phát triển vi sinh vật Hàm lƣợng photphat, nitơ thải nƣớc nguồn dinh dƣỡng cho loại tảo nƣớc Tuy nhiên nồng độ cao gây tƣợng phú dƣỡng làm nhiễm nguồn nƣớc Chì (Pb) kim loại thƣờng có nƣớc thải sở sản xuất pin, acqui, luyện kim, hóa dầu Chì có khả tích lũy thể, gây độc thần kinh, gây chết bị nhiễm độc nặng Đặc điểm khu vực nghiên cứu hàng ngày có lƣợng lớn xe tải chuyên chở vật liệu xây dựng qua gây nhiễm mơi trƣờng khơng khí mà cịn lƣợng khí thải khuyếch tán vào mơi trƣờng nƣớc làm nhiễm bẩn nguồn nƣớc mặt Ngoài nƣớc chảy tràn từ cánh đồng hoa chứa lƣợng hóa chất thuốc bảo vệ thực vật theo cống thải chảy vào dịng chảy – khu vực nghiên cứu Từ kết ta tiến hành lập biểu đồ 4.01 thể khác hàm lƣợng chất mẫu nƣớc thải sinh hoạt trƣớc sau thử nghiệm khu vực nghiên cứu 80 hàm lượng mg/l 70 60 50 40 30 20 10 BOD5 COD mẫu đối chứng TSS P hòa tan xử lý kị khí H2S xử lý hiếu khí NO3- Pb QCVN (giá trị B1) Biểu đồ 4.01 Hàm lƣợng số tiêu mẫu nƣớc trƣớc sau thử nghiệm khu vực nghiên cứu Từ bảng 4.02 trƣớc hết ta thấy hàm lƣợng vi khuẩn E.coli sau tiến hành thử nghiệm thấp so với mẫu đối chứng ban đầu (140 MPN/100ml) cụ thể 30 thử nghiệm điều kiện kị khí 120 MPN/100ml, điều kiện hiếu khí 85 MPN/100 ml nằm giới hạn QCVN 08:2008 (Gía trị B1) Đề tài đặc biệt ý tới hàm lƣợng Pb sau tiến hành thử nghiệm với chế phẩm điều kiện yếm khí (0.2336 μg/l) giảm 20 lần so với hàm lƣợng ban đầu, điều kiện hiếu khí hàm lƣợng Pb thấp nhƣng không đáng kể (3.8666μg/l ) so với ban đầu (4.4308μg/l) Trong mơi trƣờng kị khí, hiếu khí bên cạnh loại vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm men cịn có số loại tảo sống nƣớc ngồi việc thơng qua hoạt động sống cung cấp oxygen cho mơi trƣờng tảo cịn có khả hấp thụ kim loại nặng cụ thể hấp thụ Pb Hàm lƣợng COD, BOD5, TSS nƣớc thải sinh hoạt cao mức độ nhiễm hợp chất hữu cao Từ biểu đồ 4.01 ta thấy hàm lƣợng COD, BOD5, TSS sau tiến hành thử nghiệm với chế phẩm Biomix điều kiện hiếu khí cao mẫu xử lý kị khí thấp so với mẫu đối chứng Chu kì sống loài vi sinh vật ngắn, xác VSV chết nguyên nhân khiến hàm lƣợng chất rắn tăng lên Bên cạnh trình oxi hóa hợp chất hữu số chất khống có nƣớc thải sinh hoạt góp phần làm tăng hàm lƣợng chất rắn, dẫn đến hiệu xử lý chất rắn có nƣớc thải sinh hoạt khơng cao Hàm lƣợng khí H2S mẫu xử lý kị khí (2.871 mg/l) cao nhiều so với mẫu đối chứng (1.134 mg/l), mẫu xử lý hiếu khí (1.467 mg/l) Trong điều kiện kị khí số vi sinh vật yếm khí nhƣ tham gia vào trình khử muối sunfat, hợp chất hữu chứa lƣu huỳnh (S): SO4 - 2- Vi khuẩn kị khí + hợp chất hữu > S2- + H2O + CO2 + S2 + 2H (4.1) Vi khuẩn kị khí > H2S Hidrosunfua dƣới điều kiện thông thƣờng trạng thái khí khơng màu độc, mùi trứng thối nồng độ thấp, tan nƣớc có tính chất axit yếu Đối với cơng trình xử lý nƣớc thải lầ nƣớc thải sinh hoạt phƣơng pháp sinh học cần hạn chế mức thấp 31 Hàm lƣợng nitrát (NO3-) mẫu nƣớc xử lý kị khí (32.8 mg/l) giảm 1.4 lần so với mẫu đối chứng (45.2 mg/l), cao 1.2 lần so với mẫu thử nghiệm điều kiện hiếu khí Tiếp theo đề tài lựa chọn so sánh số tiêu để thấy đƣợc diễn biến hàm lƣợng chất sau tuần thử nghiệm điều kiện kị khí với mẫu đối chứng, xử lý hiếu khí với mẫu đối chứng, so sánh khả xử lý nƣớc thải sinh hoạt chế phẩm vi sinh mơi trƣờng kị khí mơi trƣờng hiếu khí Bảng 4.03: Diễn biến hàm lƣợng số tiêu sau tiến hành thử nghiệm điều kiện kị khí so với mẫu đối chứng sau tuần TT Chỉ tiêu Mẫu đối Xử lý kị So với trƣớc thử nghiệm chứng khí Số lƣợng Tỉ lệ % COD (mg/l) 62.4 35.8 -26.6 42.63 BOD5 (mg/l) 30.6 14.5 -16.1 52.61 Ecoli 140 120.0 -20 14.28 MPN/100ml) P hòa tan (mg/l) 3.352 2.741 -0.611 18.23 Nitrat (NO3-) 45.2 32.8 -12.4 27.43 75.8 48.4 -27.4 36.15 mg/l) TSS (mg/l) Pb (mg/l) 0.0044 0.00023 -0.00417 94.77 H2S(mg/l) 1.134 2.871 1.737 153.175 Dấu ‘‘-’’ cho thấy hàm lƣợng tiêu mẫu xử lý kị khí thấp so với mẫu đối chứng 32 Từ bảng đề tài tiến hành lập biểu đồ để thấy đƣợc khác hàm lƣợng chất mẫu nƣớc thải xử lý kị khí so với mẫu đối chứng : 80 70 60 mg/l 50 40 30 20 10 BOD5 COD TSS mẫu đối chứng P hịa tan xử lý kị khí H2S NO3- Pb QCVN (giá trị B1) Biểu đồ 4.02 Hàm lƣợng tiêu mẫu nƣớc thử nghiệm với chế phẩm điều kiện kị khí so với mẫu đối chứng Qua bảng 4.03 biểu đồ 4.02 ta thấy hàm lƣợng khí H2S sau thử nghiệm so với mẫu đối chứng tăng tỉ lệ tăng 153.175 %, so với mẫu đối chứng tiêu giảm nói cách khác hiệu xử lý điều kiện kị khí: COD (42.63 %), BOD5 (52.61 %), P hòa tan (18.23 %), NO3- (27.43 %), Ecoli (14.28 %) Tổng chất rắn sau tuần thử nghiệm hiệu xử lý 36.15 % Hiệu xử lý COD, P hòa tan, E.coli cao nhƣng vƣợt qua QCVN 08:2008 (giá trị B1), tiêu BOD5 hàm lƣợng sau xử lý (14.5 mg/l) thấp so với QCVN (15mg/l) Điều đặc biệt hàm lƣợng Pb sau thử nghiệm với chế phẩm vi sinh điều kiện kị khí giảm so với mẫu đối chứng, tỉ lệ giảm đến 94.77% 33 Bảng 4.04: Diễn biến hàm lƣợng số tiêu sau tiến hành thử nghiệm điều kiện hiếu khí so với mẫu đối chứng sau tuần TT Chỉ tiêu Mẫu đối Xử lý So với trƣớc thử nghiệm chứng hiếu khí Số lƣợng Tỉ lệ % COD (mg/l) 62.4 38.4 -24 38.46 BOD5 (mg/l) 30.6 18.4 -12.2 39.86 Ecoli 140 85 -55 39.28 3.352 2.211 -1.141 34.03 45.2 28.4 -16.8 37.17 75.8 64.1 -11.7 15.43 MPN/100ml) P hòa tan (mg/l) Nitrat (NO3-) mg/l) TSS (mg/l) Pb (mg/l) 0.0044 0.0038 -0.0006 13.63 H2S(mg/l) 1.134 1.467 0.333 29.36 Dấu ‘‘-’’ cho thấy hàm lƣợng tiêu mẫu xử lý hiếu khí thấp so với mẫu đối chứng Diễn biến hàm lƣợng tiêu COD, BOD5, Nitrat (NO3), P hòa tan, H2S, Pb, TSS đƣợc thể qua biểu đồ 4.03 nhƣ sau: 34 80 70 60 mg/l 50 40 30 20 10 BOD5 COD TSS mẫu đối chứng P hịa tan xử lý hiếu khí H2S NO3- Pb QCVN (giá trị B1) Biểu đồ 4.03 Hàm lƣợng số tiêu mẫu mẫu nƣớc xử lý hiếu khí so với mẫu nƣớc đối chứng Qua bảng 4.04 biểu đồ 4.03 ta thấy tiêu lựa chọn có tiêu H2S hàm lƣợng tăng so với mẫu đối chứng, 36% ) Hiệu xử lý chất khác nhau, hàm lƣợng E.coli sau thử nghiệm (85MPN/100ml) nằm giới hạn cho phép (100 MPN/100ml) nhƣng hiệu xử lý (39.28 %) thấp xử lý BOD5 ( 39.86%) Các tiêu khác có hàm lƣợng thấp so với trƣớc tiến hành thử nghiệm nhƣ ta có hiệu xử lý COD ( 38.46 %), P hòa tan (34.03 %), NO3- (37.17%), TSS (15.43 %) Đặc biệt hàm lƣợng tiêu Pb (13.63 %) hiệu xử lý thấp 7.15 lần so với xử lý mơi trƣờng kị khí (97.47%) Lƣợng oxi hịa tan mẫu nƣớc xử lý hiếu khí 4.16 mg/l khơng cao nhiều so với QCVN 08:2008 (≥ mg/l) có phần hạn chế q trình phân hủy chất hữu nƣớc thải loài VSV hiếu khí thay vào tạo điều kiện cho số nhóm vi khuẩn, nấm men phân giải đƣờng , phân giả xenluloza tùy nghi nhƣ Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter, Mycobacterium sử dụng để lấy lƣợng tổng hợp chất hữu thành tề bào mới, hai loại vi khuẩn nitrat hóa: nitrosomonas nitrobacter oxy hóa amoni thành nitrit oxy hóa tiếp đến nitrat: 35 NH4+ + 1,5O2  NO2+ + 2H+ +H2O + 275KJ NH+ (4.2) NO2 + 0,5O2  NO3- + 75KJ Nitrit hợp chất không bền, sản phẩm trung gian q trình oxy hóa amoniac nitơ amoni điều kiện hiếu khí nhờ loại vi khuẩn Nitrosomonas, sản phẩm q trình khử nitrat điều kiện yếm khí Sau nitrit hình thành tiếp tục đƣợc vi khuẩn Nitrobacter oxy hóa thành nitơrat - dạng hợp chất vơ nitơ có hóa trị cao Khi thiếu oxy tồn nitơrat xảy trình ngƣợc lại: tách oxy khỏi nitơrat nitrit để sử dụng lại q trình oxy hóa chất hữu khác Tùy thuộc vào mơi trƣờng bên bên ngồi nƣớc thải thời gian tiến hành thử nghiệm ảnh hƣởng đến phát triển nhóm vi sinh vật Nƣớc thải sinh hoạt thử nghiệm điều kiện kị khí q trình lên men kị khí (1.1) sử dụng vi sinh vật kị khí vi sinh vật tùy nghi chủ yếu Trong điều kiện hiếu khí q trình lên men hiếu khí (1.2) sử dụng vi sinh vật háo khí Bảng 4.05: Hàm lƣợng số tiêu tiến hành thử nghiệm điều kị khí so với điều kiện hiếu khí sau tuần Mẫu xử lý Xử lý kị So với trƣớc thử nghiệm TT Chỉ tiêu hiếu khí khí Số lƣợng Tỉ lệ % COD (mg/l) 38.4 34.8 -3.6 9.375 BOD5 (mg/l) 18.4 14.5 -3.9 21.19 Ecoli 85 120 35 41.17 tan 2.211 2.741 0.53 23.97 (NO3-) 28.4 32.8 4.4 15.49 MPN/100ml) P hòa (mg/l) Nitrat mg/l) 36 TSS (mg/l) 64.1 48.4 -15.7 24.49 Pb (mg/l) 0.0038 0.00023 -0.00357 93.95 H2S(mg/l) 1.467 2.871 1.404 95.71 Dấu ‘‘-’’ cho thấy hàm lƣợng tiêu mẫu xử lý kị khí thấp so với mẫu xử lý hiếu khí Qua bảng 4.05 cho ta thấy thử nghiệm với loại chế phẩm vi sinh Biomix thời gian nhƣ tuần, mức độ ảnh hƣởng yếu tố thời tiết nhƣ nhƣng điều kiện thử nghiệm khác hàm lƣợng tiêu mẫu nƣớc khác Các tiêu Pb, TSS, BOD5, COD mẫu xử lý kị khí thấp so với xử lý hiếu khí hay hiệu xử lý tiêu điều kiện kị khí cao điều kiện hiếu khí với tỉ lệ tƣơng ứng 93.95 %, 21.19 %, 9.375% Các tiêu E.coli, P hịa tan, nitorat, H2S có hàm lƣợng cao hơn, hiệu xử lý E.coli thấp so với xử lý hiếu khí 41.17 % Đặc biệt hàm lƣợng khí H2S tỉ lệ tăng cao tới 95.71% nguyên nhân điều kiện kị khí vi sinh vật yếm khí tham gia q trình khử hợp chất chứa S (4.1) Vi sinh vật thể sống, thƣờng xuyên sinh trƣởng phát triển, chết Chu trình sống vi sinh vật nhanh, đặc biệt vi khuẩn, vài chục phút lại cho hệ Bởi trình sống vi sinh vật sử dụng khối lƣợng chất dinh dƣỡng khổng lồ Các chất dinh dƣỡng nhu cầu đa số vi sinh vật nhƣ: nƣớc, nguồn cacbon, nguồn nitơ, nguồn dinh dƣỡng khoáng P, S, Fe, Ca, Mg… Ngồi nguồn dinh dƣỡng nitơ, photpho có sẵn từ mơi trƣờng mà vi sinh vật trực tiếp hấp thụ lại phần lớn tự tổng hợp axit amin thể từ nguồn nitơ vô hay hữu Các vi sinh vật tham gia vào q trình nitrat hóa (4.2) chủ yếu nhóm vi khuẩn nitrobacter, nitrospira, nitrococcus, ngồi cịn số loài vi khuẩn xạ khuẩn thuộc chi Pseudomonas, streptomyces 37 Trong mơi trƣờng kị khí số loài vi khuẩn nhƣ Pseudomonas denitrificans, Micrococcus dennitrificanas, Bacillus licheniformis thực trình phản nitrat: NO3- NO2- NO N2O N2 Trong điều kiện hiếu khí số vi khuẩn dị dƣỡng cung cấp NH4+ cho tế bào vi khuẩn để tổng hợp axit amin NO3- NO2- NO NH2OH NH3 Trong tự nhiên P tồn nhiều dạng hợp chất khác nhau, nguồn dinh dƣỡng khoáng quan trọng vi sinh vật thành phần tế bào chiếm 50% tổng số chất khống Vi sinh vật phân giải lân chủ yếu thuộc chi: Bacillus, Pseudomonas, lồi có khả phân giải mạnh Bacillus megatherium, B mycodes, B butyricus, Pseudomonas radiobacter, vi nấm Aspergillus niger (VSV môi trƣờng – Trần Cẩm Vân) Vi sinh vật nƣớc sử dụng P dạng hịa tan (PO43-) q trình phân giải lân làm giảm pH mơi trƣờng điều lý giải pH sau tiến hành thử nghiệm thấp Hàm lƣợng P hòa tan nƣớc nhiều gây tƣợng phú dƣỡng gây ô nhiễm nguồn nƣớc Sau thử nghiệm với chế phẩm vi sinh Biomix điều kiện yếm khí hiếu khí, hàm lƣợng P hịa tan mơi trƣờng kị khí (3.741mg/l) cao so với xử lý hiếu khí (2.211mg/l) cho ta thấy vi sinh vật mơi trƣờng kị khí có khả phân giải lân cao mơi trƣờng hiếu khí 38 70 60 mg/l 50 40 30 20 10 BOD5 COD TSS xử lý kị khí P hịa tan xử lý hiếu khí H2S NO3- Pb QCVN (giá trị B1) Biểu đồ 4.04 Hàm lƣợng số tiêu mẫu nƣớc xử lý kị khí so với xử lý hiếu khí Qua biểu đồ cho ta thấy rõ hiệu xử lý nƣớc thải sinh hoạt phƣơng pháp sinh học điều kiện yếm khí so với mơi trƣờng háo khí số tiêu Nhận xét chung : Căn vào kết nghiên cứu thử nghiệm với chế phẩm vi sinh, đề tài tiến hành so sánh khả xử lý nƣớc thải điều kiện kị, hiếu khí so với mẫu đối chứng (trƣớc tiến hành thử nghiệm), so sánh mẫu xử lý kị khí với mẫu xử lý hiếu khí, nhìn chung hàm lƣợng tiêu thấp trƣớc tiến hành thử nghiệm nhiên hiệu xử lý thấp, số tiêu hàm lƣợng sau tiến hành thử nghiệm giảm nhƣng vƣợt QCVN 08:2008: E.coli, COD sau xử lý kị khí, COD, TSS sau xử lý hiếu khí Trong số nghiên cứu thử nghiệm xử lý nƣớc thải sinh hoạt chế phẩm vi sinh nhƣ xử lý nƣớc hồ Trúc Bạch cơng nghệ hoạt hóa MRET, kết hợp sử dụng chế phẩm tổ hợp khoáng tự nhiên thân thiện với môi trƣờng chế phẩm vi sinh (do Trung tâm ƣơm tạo Doanh nghiệp công nghệ cao Công ty Cổ phần Xanh phối hợp thực hiện) sau 10 – 15 ngày nƣớc hồ có thay đổi Hàm lƣợng chất nƣớc thải sinh hoạt sau 39 tháng thử nghiệm với chế phẩm Biomix – Viện KHCNVN kết hợp với sản phẩm LHT100 - công ty Cổ phần Xanh số địa phƣơng đạt hiệu xử lý cao (Tạp chí mơi trƣờng) Nhƣ thấy kết thử nghiệm xử lý nƣớc thải với chế phẩm Biomix – Viện Công nghệ sinh học – ĐH Quốc gia Hà Nội xử lý nƣớc thải sinh hoạt khu vực nghiên cứu hiệu xử lý hạn chế nguyên nhân do: - Trong thời gian tiến hành thử nghiệm với chế phẩm vi sinh nhiệt độ môi trƣờng thấp, trung bình dao động khoảng 10 – 170C ảnh hƣởng đến phát triển vi sinh vật, nhiệt độ hiệu suất xử lý giảm – lần - Các thử nghiệm xử lý nƣớc thải sinh hoạt phƣơng pháp sinh học thực tế có kết hợp chủng vi sinh vật thực vật thủy sinh đề tài tiến hành thử nghiệm với chế phẩm vi sinh - Thành phần vi sinh có chế phẩm Biomix số lƣợng vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm men phân giải xenluloza, tinh bột, pectin, xylan, protein lớn, cịn vi khuẩn cố định N2 có khả sinh chất kích thích sinh trƣởng thực vật Azotobacter x 108 Chúng sinh trƣởng phát triển nhanh làm hạn chế phát triển số loài vi sinh vật nƣớc thải sinh hoạt, sản phẩm chúng tạo làm nhiễm bẩn môi trƣờng nƣớc - Với dung lƣợng mẫu nhỏ 30l tiến hành thử nghiệm thời gian tuần ảnh hƣởng tới phát triển số lồi VSV xử lý nƣớc thải Nhìn chung hàm lƣợng tiêu nƣớc thải sau tiến hành thử nghiệm giảm, chi phí cho thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt phƣơng pháp sinh học phù hợp với điều kiện kinh tế khu dân cƣ vừa nhỏ Trung bình 100 nghìn/1kg chế phẩm xử lý 15m3 nƣớc thải sinh hoạt 4.2 Đề xuất hƣớng áp dụng xử lý nƣớc thải sinh hoạt phƣơng pháp sinh học khu vực nghiên cứu 4.2.1 Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý nƣớc thải sinh hoạt chế phẩm vi sinh 40 Khi đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc phụ thuộc vào nhiều yếu tố, khó để đánh giá xác mức độ nhiễm bẩn Ngoài lựa chọn phƣơng pháp, hệ thống xử lý nƣớc thải phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên kinh tế khu vực Trƣớc hết để nâng cao hiệu xử lý nƣớc thải sinh hoạt phƣơng pháp sinh học sau kế thừa số tài liệu kết hợp với kết thử nghiệm đề tài lựa chọn đƣa số giải pháp sau: - Cải tiến, bổ xung số chủng vi sinh vật có khả phân hủy hợp chất ô làm nhiễm bẩn nguồn nƣớc Chế phẩm Biomix dùng thử nghiệm thành phần chứa chủ yếu loại vi khuẩn, nấm men phân hủy tốt xenloloza Nƣớc thải sinh hoạt chủ yếu hợp chất hữu cơ, nguồn N bổ sung số chủng vi sinh vật có khả phân giải đƣờng, hợp chất hữu cao nhƣ nitrosomonas, nitrobacter - Xử lý nƣớc thải sinh hoạt chế phẩm vi sinh kết hợp với thực vật thủy sinh chủ yếu loại thực vật sống trôi Rễ lồi thực vật khơng bám vào đất mà lơ lửng mặt nƣớc, thân chúng phát triển mặt nƣớc Bảng 4.06: Một số loài thực vật thủy sinh sống trôi TT Tên thông thƣờng Tên khoa học Lục bình Echiharnia crassipes Bèo Wolfram arrhiga Bèo tai tƣợng Pistia stratiotes Sakinia Salvinia spp (Nguồn Chongrak Polprasert 1989) Rễ chúng tạo điều kiện cho vi khuẩn bám vào để phân hủy chất thải cịn có khả lọc xử lý chất thải rắn, chuyển oxi từ xuống rễ, hạn chế phát triển tảo nhờ khả hấp thụ ánh sáng mặt trời 41 4.2.2 Đề xuất hƣớng áp dụng xử lý nƣớc thải sinh hoạt khu vực nghiên cứu Dựa kết tiến hành thử nghiệm xử lý nƣớc thải sinh hoạt với chế phẩm vi sinh Biomix 2, điều kiện tự nhiên, kinh tế, trạng môi trƣờng địa bàn xã đề tài đề xuất số phƣơng án xử lý nƣớc thải sinh hoạt khu vƣc nghiên cứu phục vụ nhu cầu nƣớc tƣới cho hoạt động nông nghiệp, cải thiện môi trƣờng nƣớc, tạo mỹ quan: - Với ao hồ địa bàn xã nhiễm bẩn nƣớc thải, rác thải sinh hoạt tiến hành thu gom rác thải mặt nƣớc, dùng chế phẩm vi sinh phun mặt nƣớc trung bình 1kg/20l/10m3 nƣớc (Viện cơng nghệ sinh – ĐH Quốc gia) mặt ao trồng số loại thực vật thủy sinh nhƣ rau chai, Nƣớc thải sinh hoạt khu vực lấy mẫu nghiên cứu: (hình 2.01) Nước thải sinh hoạt -> // (song chắn rác) dịng thải Tại cống thải cần có song chắn rác Trên dịng thải tơi đề xuất trồng số loại thực vật thủy sinh nhƣ bèo Lục bình, bèo loại phổ biến áp dụng xử lý nƣớc thải (hình ảnh phần phụ biểu), dùng chăn ni Trong nƣớc thải nói chung ln tồn vi sinh vật, nhƣ nƣớc thải sinh hoạt dịng thải đƣợc làm vi sinh vật có sẵn nƣớc thải kết hợp với khả xử lý nƣớc thực vật thủy sinh nƣớc thải phần đƣợc làm trƣớc phục vụ cho nhu cầu tƣới tiêu 42 CHƢƠNG V KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KHUYẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Sau tiến hành thực đề tài rút số kết luận sau: Nƣớc thải sinh hoạt khu vực nghiên cứu không qua xử lý theo cống, mƣơng chảy sông, ao hồ Dựa kết phân tích nƣớc khu vực lấy mẫu tiêu COD, BOD5 , P hoà tan vượt QCVN 08:2008 – Quy chuẩn nuớc mặt phục vụ cho mục đích tuới tiêu, ni trồng thuỷ sản Chế phẩm Biomix Viện công nghệ vi sinh – Đại Học Quốc gia Hà Nội cung cấp cho hiệu xử lý nƣớc thải sinh hoạt không cao Trong tiêu lựa chọn tiến hành phân tích hiệu xử lý Pb điều kiện yếm khí cao Đề tài đề xuất giải pháp xử lý nƣớc thải sinh hoạt khu vực nghiên cứu phƣơng pháp sinh học kết hợp với thực vật thủy sinh có bổ sung chế phẩm vi sinh làm nƣớc tƣới cho hoạt động nông nghiệp chủ yếu nƣớc tƣới cho cánh đồng trồng hoa, đồng thời giúp cải thiện môi trƣờng 5.2 Tồn Trong phạm vi khóa luận tốt nghiệp, đề tài bƣớc đầu tiến hành nghiên cứu khả xử lý nƣớc thải sinh hoạt theo phƣơng pháp sinh học có bổ sung chế phẩm vi sinh Biomix theo phƣơng pháp: xử lý hiếu khí, xử lý kị khí Bên cạnh kết đạt đƣợc, đề tài số tồn sau: Đề tài thực đƣợc với dung lƣợng mẫu nhỏ, tiến hành thử nghiệm giới hạn phịng thí nghiệm chƣa tiến hành thử nghiệm thực địa Đề tài dƣng lại nghiên cứu khả xử lý nƣớc thải với chế phẩm vi sinh điều kiện yếm khí hiếu khí so với trƣớc tiên hành thử nghiệm không xét đến khả xử lý chất nƣớc thải sinh hoạt so với khả tự làm nƣớc, diễn biến hàm lƣợng chất theo giai đoạn thời gian 43 Đề tài chƣa nghiên cứu đƣợc mối quan hệ vi sinh vật số thực vật thủy sinh có nƣớc thải qua trình xử lý nƣớc phƣơng pháp sinh học Do hạn chế nhiều mặt nên đề tài chƣa giải thích rõ khả xử lý nƣớc thải sinh hoạt cụ thể cho nhóm vi sinh vật thành phần chế phẩm Biomix 5.3 Khuyến nghị Đề tài dừng lại bƣớc đầu nghiên cứu khả xử lý nƣớc thải sinh hoạt có mức độ nhiễm nhẹ với chế phẩm vi sinh Biomix phịng thí nghiệm, tơi mong sau có cơng trình nghiên cứu sâu khả xử lý nƣớc thải phƣơng pháp sinh học có bổ xung chế phẩm sinh học Biomix thực tế để đánh giá cách khách quan Dung lƣợng mẫu nghiên cứu đề tài cịn hi vọng cơng trình nghiên cứu sau có dung lƣợng mẫu lớn hơn, tiến hành với nhiều loại chế phẩm nhiều phƣơng pháp thử nghiệm Xử lý nƣớc thải phƣơng pháp sinh học phƣơng pháp xử lý ô nhiễm môi trƣờng đạt hiệu có nhiều ƣu điểm, thích hợp với xử lý nƣớc thải sinh hoạt khu dân cƣ vừa nhỏ, vùng nông thôn, mong đề tài nguồn tham khảo cho nghiên cứu tiếp lĩnh vực 44