Nội dung chuyên đề khoa học về “Sử dụng các vật liệu địa phương làm giá thể cho bể lọc sinh học nhỏ giọt trong xử lý nước thải thủy sản” Nội dung chuyên đề khoa học về “Sử dụng các vật liệu địa phương làm giá thể cho bể lọc sinh học nhỏ giọt trong xử lý nước thải thủy sản” Nội dung chuyên đề khoa học về “Sử dụng các vật liệu địa phương làm giá thể cho bể lọc sinh học nhỏ giọt trong xử lý nước thải thủy sản”
3/23/2015 1 Sử dụng các vật liệu địa phương làm giá thể cho bể lọc sinh học nhỏ giọt trong xử lý nước thải thủy sản Nguyễn Thị Kim Ngân, Huỳnh Quốc Trưởng Lê Hoàng Việt, Phan Thanh Thuận, Nguyễn Võ Châu Ngân KHOA MÔI TRƯỜNG & TNMT BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Cần Thơ, tháng 3/2015 NỘI DUNG GIỚI THIỆU CHUNG 1 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3 KẾT QUẢ -THẢO LUẬN 4 KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 5 GIỚI THIỆU CHUNG 3/23/2015 2 Theo Tổng Cục Môi trường (2011) lưu lượng nước thải từ quá trình chế biến cá tra 5 – 7 m 3 /tấn sản phẩm. Chỉ tiêu Đơnvị Nồng độ QCVN 11:2008/BTNMT (cộtA) pH – 6,5 – 7 6,0 – 9,0 SS mg/L 500 – 1.200 50 COD mg/L 800 – 2.500 50 BOD 5 mg/L 500 – 1.500 30 TN mg/L 100 – 300 30 TP mg/L 50 – 100 4 * Dầu, mỡ – 250 – 830 10 GIỚI THIỆU CHUNG * Áp dụng QCVN 40:2011/BTNMT (cột A) GIỚI THIỆU CHUNG GIỚI THIỆU CHUNG Nguồn: Tổng Cục Môi trường (2011) 3/23/2015 3 GIỚI THIỆU CHUNG Bể lọc sinh học là một thiết bị phản ứng sinh học trong đó các VSV sinh trưởng cố định trên lớp vật liệu lọc. Nước thải đi qua lớp vật liệu này sẽ thấm hoặc nhỏ giọt trên đó. Các chất hữu cơ có trong nước thải bị hấp phụ vào màng VSV (do quần thể VSV dính kết trên lớp vật liệu lọctạo thành) dày 0,1 –0,2 mm và bị phân h ủybởi vi sinh vật hiếu khí. GIỚI THIỆU CHUNG Vật liệu Kích thước (in) Khối lượng/đơn vị thể tích (Ib/ft 3 ) Diện tích bề mặt (ft 2 /ft 3 ) Độ thông thoáng (%) Đá cuội: Nhỏ Lớn 1 – 2,5 4 – 5 17 – 90 50 – 62 17 – 21 12 – 50 40 – 50 50 – 60 Xỉ lò cao: Nhỏ Lớn 2 – 3 3 – 5 55 – 75 50 – 62 17 – 21 14 – 18 40 – 50 50 – 60 Chất dẻo (tấm): Thông thường Bề mặt riêng cao 24 x 24 x 48 24 x 24 x 48 2 – 6 2 – 6 24 – 30 30 – 60 94 – 97 94 – 97 Quả cầu chất dẻo 1 – 3,5 3 – 6 38 – 85 90 – 95 GIỚI THIỆU CHUNG 3/23/2015 4 •Một số nghiên cứu xử lý nước thải bằng công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt ở nước ta: –Xử lý nước thải sinh hoạt –Xử lý nước thải căn-tin • Nghiên cứu xử lý nước thải chế biến thủy sản bằng bể lọc sinh học nhỏ giọt với các giá thể khác nhau được thực hiện nhằm ứng dụng công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt với các giá thể địa phương trong xử lý nước thải chế biến thủy sản, tiết kiệm chi phí đầu tư và xem xét tận dụng giá thể thải bỏ làm phân bón. GIỚI THIỆU CHUNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Bể lắng sơ cấp Nước thải Bể lọc sinh họcBể lắng thứ cấp Song chắn rác Bể khử trùng Bể điều lưuNgăn thu gom Nguồn tiếp nhận Bể chứa bùn Hoàn lưu nước Hình. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải CBTS áp dụng sinh học 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (TT) • Thờigianthựchiện: 6/2014 – 12/2014 • Địa điểmthựchiện: các thí nghiệm,phântíchthựchiện tại Khoa Môi Trường và TNTN. Hình. Kênh dẫn nước thải • Đốitượng nghiên cứu: NướcthảilấytạiNhàmáy Chế biếnThủysản Panga MeKong ở công đoạncắttiết và fillet. Mô hình bể lọcsinhhọcnhỏ giọtvới giá thể mùn cưavà mụndừa. 3/23/2015 5 Hình. Mô hình BLSHNG 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (TT) • Chuẩnbị giá thể: Loạibỏ lignin: ngâm mụndừavàmùncưa trong NaOH 5% trong thờigian2ngàynhằmloạibỏ lignin. Theo NguyễnNgọcPhương (2006) xử lý lignin trong mụn dừabằng NaOH công nghiệp5%vớithờigian2ngày lượng lignin từ 50,83% giảmxuống còn 34,27%. RửaNaOH:giáthể sau khi ngâm trong NaOH được ngâm và xả lạivớinướcsạch mỗi ngày nhằmgiảmbớt nồng độ NaOH trong giá thể. Trong thờigianxả tiến hành đopHmỗi ngày, khi pH dao động từ 6,5 - 8,5 sẽ bố trí giá thểđểvận hành thí nghiệm(Đỗ Hồng Lan Chi và Lâm Minh Triết, 2005). PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU • Tạo thích nghi: Bùn hoạttínhvànướcthảicủaNhàmáyChế biếnThủy sản Panga Mekong đượcxinvề nuôi trong thùng 180 L, cung cấp khí liên tụcbằng máy thổi khí. Sau 8 - 10 giờ ngưng sục khí, cho lắng 30 phút rồihớtbỏ lớpnước trong và thay vào 90 L nướcthải. Tiếptục quá trình sục khí - lắng - thay nước đến khi bùn phát triểntốt(cómàu vàng, bùn lắng tốt). Khi đóchogiáthểđã đượclàmsạch vào ngâm, sục khí và thay nướcgiống như giai đoạ n nuôi bùn để tạo điềukiện cho VSV phát triểnvàtạo màng sinh học lên trên giá thể. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3/23/2015 6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU DO đầu ra ≥ 2 mg/L, đạt QCVN DO đầu ra ≥ 2 mg/L, đạt QCVN Bố trí thí nghiệm Theo dõi tạo màng Kết quả TN1: vận hành lưu lượng 162 L/m 2 *ngày (hoàn lưu 150%) Kết quả TN1 Kết thúc thí nghiệm và kiến nghị TN2: tăng độ dày giá thể, điều chỉnh lưu lượng TN2: tăng độ dày giá thể, tăng lưu lượng Kết quả TN2 COD không biến động COD biến động Lấy mẫu phân tích Lấy mẫu phân tích TN3: điều chỉnh lưu lượng (cải thiện hiệu quả xử lý) TN3: tăng lưu lượng (nâng cao công suất xử lý) Kết quả TN3 Lấy mẫu phân tích Không đạt QCVN Không đạt QCVN Tóm tắt quy trình thí nghiệm • Các chỉ tiêu phân tích Thông sốđầuvàovàđầuracủa quá trình xử lý: pH, DO, COD, BOD 5 , SS, TN, NO 3 - ,NH 4 + ,TP. Phân tích hàm lượng dinh dưỡng trong giá thể sau xử lý. • Phương pháp thống kê số liệu Sử dụng phầnmềmSPSSđể so sánh sự khác biệtgiữa các thông sốđầuracủa hai mô hình xử lý vớihailoại giá thể khác nhau. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3/23/2015 7 •Tỷ lệ BOD 5 : N : P = 460 : 74,5 : 38 ~ 100 : 5 : 1 •Tỷ lệ BOD 5 : COD = 460 : 720 > 0,5 Bảng. Đặc tính hóa lý của nướcthảithủysản (Panga Mekong) Thông sốĐơnvị 12/8/2014 14/8/2014 Trung bình pH - 7,6 7,3 7,45 ± 0,21 DO mgO 2 /L 1,3 1,5 1,4 ± 0,14 SS mg/L 185 160 172,5 ± 17,68 COD mg/L 750 690 720 ± 113.14 BOD 5 mg/L 480 440 460 ± 28,28 N tổng mg/L 79 70 74,5 ± 6,36 P tổng mg/L 39 37 38 ± 1,41 NH 4 + mg/L 30 20 25 ± 7,07 NO 3 - mg/L 2,6 3 2,8 ± 0,28 KẾT QUẢ -THẢO LUẬN • Nhìn chung COD đầu ra ổn định → màng VS hình thành ổn định. • DO ≥ 2 mg/L (DO mụndừa = 3,12 mg/L, DO mùn cưa = 2,52 mg/L). → tiến hành phân tích các chỉ tiêu. TN1: Lưulượng 162 L/m 2 *ngày và hoàn lưu 150% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1234567 % mg/L Đầu vào Đầu ra (mùn cưa) Hiệu suất 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1234567 % mg/L Đầu vào Đầu ra (mụn dừa) Hiệu suất Hình. Giá trị COD (mùn cưa) Hình. Giá trị COD (mụn dừa) KẾT QUẢ -THẢO LUẬN Các thông số vận hành ở TN1 •Tiến hành thu mẫu lúc 7 giờ liên tục từ 27 - 29/9/2014. •Chiều dày 3 lớp giá thể của mỗi mô hình lúc thu mẫu 9,0 cm. •Tổng chiều dày 3 lớp giá thể mùn cưa sau thí nghiệm 8,0 cm, của mụn dừa là 7,0 cm. •Tải nạp BOD 5 : Đối với mô hình BLSHNG (mùn cưa): W = (Q đv *BOD 5(đv) + Q hl *BOD 5(hl) ) / V giá thể = 0,706 kg/m 3 *ngày. Đối với mô hình BLSHNG (mụn dừa): W = (Q đv * BOD 5đv + Q hl *BOD 5hl ) / V giá thể = 0,696 kg/m 3 *ngày. Thuộc loại bể cao tải. KẾT QUẢ -THẢO LUẬN 3/23/2015 8 Kết quả phân tích các chỉ tiêu ở TN1 335 343.33 81.41 2.26 33.67 26.54 38.17 91.82 22.34 0.22 15.05 4.97 34.5 86.81 20.86 0.16 13.82 4.62 0.1 1 10 100 1000 BOD5 SS N tổng NO3- NH4+ P tổng Đầu vào Đầu ra (mùn cưa) Đầu ra (mụn dừa) QCVN 11: 2008/BTNMT cộtA QCVN 40: 2011/BTNMT cộtB QCVN 11: 2008/BTNMT cộtB QCVN 11: 2008/BTNMT cộtA Hình. Các chỉ tiêu ô nhiễm trước và sau xử lý ở TN1 KẾT QUẢ -THẢO LUẬN KẾT QUẢ -THẢO LUẬN Kết quả TN1 •Lưu lượng nạp là 162 L/m 2 * ngày, tỷ lệ hoàn lưu là 150%. •Kết quả: Đối với 2 mô hình BLSHNG pH đạt loại A theo QCVN 11: 2008/BTNMT NO 3 - đạt hiệu suất loại bỏ trên 90% BOD 5 , P tổng đạt hiệu suất loại bỏ trên 80% Hiệu suất loại bỏ N tổng , SS trên 70% Hiệu suất loại bỏ NH 4 + thấp trên 50% Hình. Nước thải trước và sau xử lý ở TN1 KẾT QUẢ -THẢO LUẬN 3/23/2015 9 • Nhìn chung COD đầu ra ổn định → màng VSV hình thành ổn định. • DO ≥ 2 mg/L (DO mụndừa = 2,23 mg/L, DO mùn cưa = 2,05 mg/L). → tTiến hành phân tích các chỉ tiêu. Hình. Giá trị COD (mùn cưa) Hình. Giá trị COD (mụn dừa) TN2: Lưu lượng 180 L/m 2 *ngày và hoàn lưu 150% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 200 400 600 800 1000 1200 12345 % mg/L Đầu vào Đầu ra (mùn cưa) Hiệu suất 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 200 400 600 800 1000 1200 12345 % mg/L Đầu vào Đầu ra (mụn dừa) Hiệu suất KẾT QUẢ -THẢO LUẬN Kết quả phân tích các chỉ tiêu TN2 Mẫu được thu vào 7 giờ ngày 15/10/2014 đến 17/10/2014. •Tổng chiều dày của 3 lớp giá thể là mùn cưa lúc thu mẫu là 18 cm, của mụn dừa là 13 cm. Sau thí nghiệm độ dày của giá thể giảm. •Tổng chiều dày 3 lớp giá thể mùn cưa sau thí nghiệm là 15,5 cm, của thể mụn dừa là 12 cm. •Tải nạp BOD 5 : Đối với BLSHNG giá thể mùn cưa: W = (Q đv *BOD 5đv + Q hl *BOD 5hl ) / V giá thể = 0,59 kg/m 3 *ngày. Đối với BLSHNG giá thể mụn dừa: W = (Q đv *BOD 5đv + Q hl *BOD 5(hl) ) / V giá thể = 0,81 kg/m 3 *ngày. Bể cao tải. KẾT QUẢ -THẢO LUẬN Kết quả phân tích các chỉ tiêu TN2 528 314 81.7 2.07 37.5 20.27 43 55.33 11.36 0.33 8.91 2.81 36.67 49.33 12.46 0.2 10.79 3.73 0.1 1 10 100 1000 BOD5 SS N tổng NO3- NH4+ P tổng Đầu vào Đầu ra (mùn cưa) Đầu ra (mụn dừa) QCVN 11: 2008/BTNMT cộtB Q CVN 11: 2008/BTNMT c ột A Q CVN 40: 2011/BTNMT c ột A Hình. Các chỉ tiêu ô nhiễm trước và sau xử lý ở TN2 KẾT QUẢ -THẢO LUẬN 3/23/2015 10 Kết quả TN2 •Lưu lượng nạp là 180 L/m 2 * ngày, tỷ lệ hoàn lưu là 150%. •Kết quả: đối với mô hình BLSHNG giá thể mùn cưa: pH đạt loại A QCVN 11: 2008/BTNMT. Hiệu suất loại bỏ BOD 5 đạt trên 90% NO 3 - , P tổng , N tổng , SS, đạt hiệu suất xử lý trên 80% NH 4 + hiệu suất loại bỏ trên 70% •Kết quả: đối với mô hình BLSHNG giá thể mụn dừa: pH đạt loại A QCVN 11: 2008/BTNMT. Hiệu suất loại bỏ NO 3 - , BOD 5 đạt trên 90% Hiệu suất loại bỏ P tổng , N tổng , SS, đạt trên 80% NH 4 + hiệu suất loại bỏ trên 70% KẾT QUẢ -THẢO LUẬN • Nhìn chung COD đầu ra ổn định → màng VSV hình thành ổn định. • DO ≥ 2 mg/L (DO mụndừa = 2,13 mg/L, DO mùn cưa = 2,05 mg/L). → tiến hành phân tích các chỉ tiêu. Hình. Giá trị COD (mùn cưa) Hình. Giá trị COD (mụn dừa) TN3: Lưu lượng 225 L/m 2 *ngày và hoàn lưu 150% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 200 400 600 800 1000 1200 12345 % mg/L Đầu vào Đầu ra (mùn cưa) Hiệu suất 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 200 400 600 800 1000 1200 12345 % mg/L Đầu vào Đầu ra (mụn dừa) Hiệu suất KẾT QUẢ -THẢO LUẬN Kết quả phân tích các chỉ tiêu TN3 Mẫu được thu vào 7 giờ ngày 31/10/2014 đến 2/11/2014. •Tổng chiều dày của 3 lớp giá thể là mùn cưa lúc thu mẫu 15,5 cm, của 3 lớp giá thể mụn dừa là 12 cm. Sau thí nghiệm độ dày của giá thể giảm. •Tổng chiều dày của 3 lớp giá thể mùn cưa sau thí nghiệm là 13 cm, của 3 lớp giá thể mụn dừa là 10 cm. •Tải nạp BOD 5 : Đối với BLSHNG giá thể mùn cưa: W = (Q đv *BOD 5đv + Q hl *BOD 5hl )/ V giá thể = 0,81 kg/m 3 *ngày. Đối với BLSHNG giá thể mụn dừa: W = (Q đv *BOD 5(đv) + Q hl *BOD 5(hl) )/ V giá thể = 1,06 kg/m 3 *ngày. Bể cao tải. KẾT QUẢ -THẢO LUẬN [...]... cưa có thể được sử dụng làm giá thể để xử lý nước thải trên mô hình BLSHNG • Kết quả nghiên cứu cho thấy các chỉ tiêu về dinh dưỡng giá thể sau xử lý tăng cao hơn so với giá thể ban đầu, chứng minh hàm lượng đạm đã được tích trữ thêm vào, có thể sử dụng làm phân bón KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kiến nghị • Nghiên cứu giá thể sau xử lý có thể sử dụng ủ phân compost làm nguồn phân bón cho cây • Nồng độ DO đầu... trong giá thể sau thí nghiệm Chỉ tiêu Đơn vị Giá thể Mụn dừa Mụn dừa sau khi ban đầu Hàm lượng Mùn cưa Mùn cưa sau khi xử lý nước thải ban đầu xử lý nước thải % 0,0924 0,9044 0,0952 1,2124 % 0,2291 1,8328 0,4582 2,749 % 0,28 0,19 0,331 0,238 nitơ tổng Hàm lượng lân tổng Hàm lượng kali hữu hiệu 11 3/23/2015 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận • Nghiên cứu đã chứng minh mụn dừa và mùn cưa có thể được sử dụng. .. compost làm nguồn phân bón cho cây • Nồng độ DO đầu ra > 2 mg/L chứng tỏ mô hình có thể tăng thêm độ dày giá thể để cải thiện hiệu quả xử lý hay tăng lưu lượng để nâng cao công suất xử lý của mô hình • Nghiên cứu khảo sát mô hình BLSHNG với nhiều loại nước thải khác nhau để có thể đánh giá thêm khả năng xử lý của hai loại giá thể XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN! 12 ... • Lưu lượng nạp là 225 L/m2 * ngày, tỷ lệ hoàn lưu 150% • Kết quả: đối với mô hình BLSHNG giá thể mùn cưa: Hiệu suất loại bỏ BOD5 đạt trên 90% Hiệu suất loại bỏ NO3-, Ptổng , Ntổng đạt trên 80% Hiệu suất loại bỏ SS đạt trên 70% Hiệu suất loại bỏ NH4+ đạt trên 60% • Kết quả: mô hình BLSHNG sử dụng giá thể mụn dừa: Hiệu suất loại bỏ BOD5 đạt trên 90% Hiệu suất loại bỏ NO3-, Ptổng đạt trên...3/23/2015 KẾT QUẢ - THẢO LUẬN Kết quả phân tích các chỉ tiêu TN3 Đầu vào Đầu ra (mùn cưa) Đầu ra (mụn dừa) QCVN 11: 2008/BTNMT cột A QCVN 11: 2008/BTNMT cột B 1000 492.33 72 45.67 48.17 100 QCVN 40: 2011/BTNMT cột A 325 76.33 87.58 37.35 12.82 14.76 17.78 16.59 10 22.317 3.79 3.12 0.6 1 3.99 0.61 0.1 BOD5 SS TN NO3- NH4+ TP Hình Các chỉ tiêu ô nhiễm trước và sau xử lý ở TN3 KẾT QUẢ - THẢO LUẬN Kết quả TN3 . xử lý nước thải bằng công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt ở nước ta: Xử lý nước thải sinh hoạt Xử lý nước thải căn-tin • Nghiên cứu xử lý nước thải chế biến thủy sản bằng bể lọc sinh học nhỏ giọt. 3/23/2015 1 Sử dụng các vật liệu địa phương làm giá thể cho bể lọc sinh học nhỏ giọt trong xử lý nước thải thủy sản Nguyễn Thị Kim Ngân, Huỳnh Quốc Trưởng Lê. lọc sinh học nhỏ giọt với các giá thể khác nhau được thực hiện nhằm ứng dụng công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt với các giá thể địa phương trong xử lý nước thải chế biến thủy sản, tiết kiệm chi