Xử lý sơ cấp nước thải chế biến cá tra bằng phương pháp keo tụ

Tạp chı́ Khoa học Trường Đại học Cầ n Thơ Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 40 (2015): 101-109 XỬ LÝ SƠ CẤP NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN CÁ TRA BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ Lê Hoàng Việt1, Nguyễn Võ Châu Ngân1, Nguyễn Văn Ngâm1 Trịnh Dương Sơn Tùng1 Khoa Môi trường & Tài nguyên Thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ Thông tin chung: Ngày nhận: 17/05/2015 Ngày chấp nhận: 27/10/2015 Title: Primary treatment of striped catfish processing wastewater by coagulation Từ khóa: Keo tụ, nước thải chế biến cá tra, thí nghiệm Jartest Keywords: Coagulation, catfish processing wastewater, Jartest experiment ABSTRACT The study “Primary treatment of striped catfish processing wastewater by coagulation” was implemented by Jartest apparatus to identify suitable types of coagulant, flocculant and their dosage, then apply the identified parameters to a coagulation - sedimentation unit to test the treatment efficiency for catfish processing wastewater The experiment results showed that among three tested coagulants, including: aluminum sulfate (Al2SO4.18H2O), ferric chloride (FeCl3.6H2O), and poly-aluminum chloride (Al2(OH)3.Cl3) [PAC], PAC was the most technically feasible coagulant At the used PAC dose of 500 mg/L, the removal efficiencies of SS and COD were about 68.34% and 61.25%, respectively The combination of 500 mg/L PAC and mg/L polymer (cation specfloc C1492 HMW [(C3H5ON)n] led to higher removal efficiency than that of PAC only The operation of the lab-scale coagulation-sedimentation model with defined parameters from the Jartest experiment showed the removal efficiency of SS, BOD5, COD, TKN and TP were 78.26%, 63.15%, 75.1%, 81.39%, and 73.92%, respectively The effluent met the suitable criteria for the subsequent treatment by biological processes TÓM TẮT Nghiên cứu “Xử lý sơ cấ p nước thải chế biến cá tra phương pháp keo tụ” thực thí nghiệm Jartest để lựa chọn loại chất keo tụ, xác định liều lượng chất keo tụ trợ keo tụ (polymer) thích hợp cho trình keo tụ nước thải chế biến cá tra; sau đó cá c thông số được lựa chọn sẽ dù ng để vận hà nh mô hı̀ nh bể keo tụ kế t hợp lắ ng để đá nh giá hiê ̣u quả củ a quá trı̀ nh Các kết thí nghiệm cho thấy chất keo tụ gồm phèn nhôm Al2SO4.18H2O, phèn sắt FeCl3.6H2O poly-aluminium chloride Al2(OH)3.Cl3 (PAC) PAC chất keo tụ khả thi nhấ t mặt kỹ thuật; ở liều lượng 500 mg/L PAC cho hiệu suất loại bỏ SS 68,34% COD 61,25% Khi kết hợp 500 mg/L PAC với mg/L cationspecfloc C1492 HMW [(C3H5ON)n hiệu suất loại bỏ SS và COD tăng đá ng kể Kết vận hà nh mô hı̀ nh với cá c thông số được lựa chọn từ thı́ nghiê ̣m Jartest cho hiê ̣u suấ t loại bỏ SS, BOD5, COD, TKN, TP lầ n lượt là 78,26%, 63,15%, 75,1%, 81,39%, 73,92%; nước thả i đầ u đảm bảo cá c điều kiện để tiế p tục xử lý sinh học thế ma ̣nh nuôi trồng thủy sản Song song việc chế biến thủy sản để phục vụ cho nhu cầu nước xuất tăng lên nhanh Theo Tổng Cục Thống kê Việt Nam (2014), năm ĐẶT VẤN ĐỀ Với hệ thống sông ngòi dày đặc diê ̣n tıć h mă ̣t nước lớn vùng Đồ ng bằ ng sông Cửu Long có 101 Tạp chı́ Khoa học Trường Đại học Cầ n Thơ Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 40 (2015): 101-109 Đối tượng thí nghiệm nước thải lấy từ hố thu gom công đoạn chế biến cá tra phi-lê Công ty Cổ phần Thủy sản Mekong, Lô 24, Khu Công nghiệp Trà Nóc I, Quận Bình Thủy, thành phố Cần Thơ Đây công ty kinh doanh nhiều mặt hàng thủy sản cá tra phi-lê, bạch tuộc, mực, cá đuối đông lạnh… 2.2 Hóa chất thí nghiệm 2013 toàn quốc có 570 sở chế biến thủy sản với quy mô công nghiệp hàng nghìn sở chế biến gia công nhỏ lẻ, thủ công hộ gia đình với công suất chế biến khoảng 2,5 triệu tấn/năm Mặc dù ngành chế biến thủy sản mang lại kim nga ̣ch xuấ t khẩ u đáng kể cho Viê ̣t Nam, cũng là nguyên nhân đe ̣a ô nhiễm môi trường các chấ t thải của nó Để tránh gây ô nhiễm môi trường, bảo đảm sự phát triể n bề n vững cho ngành chế biế n thủy sản cầ n tı̀m các giải pháp xử lý nước thải phù hơ ̣p, vừa hiê ̣u quả về mă ̣t kỹ thuâ ̣t vừa hiê ̣u quả về mă ̣t kinh tế Các hóa chất sử dụng nghiên cứu loại hóa chất phổ biến thị trường thường sử dụng để vận hành hệ thống xử lý nước thải, bao gồm: Nước thải chế biến thủy sản chứa nhiề u chấ t hữu cơ, COD dao động từ 1.000 - 1.200 mg/L, BOD5 vào khoảng 600 - 950 mg/L, hàm lượng nitơ hữu đến 70 - 110 mg/L, dễ gây tượng phú dưỡng hóa nguồn tiếp nhận nước thải (Lâm Minh Triết ctv., 2008) Do loa ̣i nước thải này chứa nhiề u chấ t hữu có thể phân hủy sinh ho ̣c nên phương pháp xử lý đươ ̣c lựa cho ̣n thường là các phương pháp sinh ho ̣c, nhiên phải có các công đoa ̣n xử lý sơ cấ p tuyể n nổ i, lắ ng để loa ̣i bỏ bớt SS, dầ u mỡ, chấ t hữu ta ̣o điề u kiê ̣n tố t cho các bể xử lý sinh ho ̣c hoa ̣t đô ̣ng (Nguyễn Thế Đồng ctv., 2011)  Phèn sắt: công thức hóa học FeCl3.6H2O, xuất xứ Trung Quốc, độ tinh khiết ≥ 99%  Phèn nhôm: công thức Al2SO4.18H2O, xuất xứ Trung Quốc, độ tinh khiết ≥ 99%  PAC: công thức hóa học Al2(OH)3.Cl3, xuất xứ Trung Quốc, nồng độ 30%  Polymer loại cation specfloc C-1492 HMW Flocculant, công thức (C3H5ON)n xuất xứ Anh Quốc 2.3 Phương tiện nghiên cứu 2.3.1 Bộ Jartest Trong hệ thống xử lý nước thải, bể lắ ng sơ cấ p thường sử dụng để loa ̣i bỏ chấ t rắ n lơ lửng và các chấ t rắ n nổ i Tuy nhiên, nế u chı̉ áp du ̣ng bể lắ ng ho ̣c thı̀ chı̉ có thể loa ̣i bỏ đươ ̣c 40 70% SS, 25 - 40% BOD5, nế u kế t hơ ̣p keo tu ̣ và lắ ng thı̀ có thể loa ̣i bỏ 60 - 90% SS, 40 - 70% BOD5 (Metcalf & Eddy, 1991) Hiện tại, thị trường có nhiều loại chất keo tụ phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O; phèn sắt Fe2(SO4)3, FeCl3; polyalumium chloride (PAC) Hiệu suất trình keo tụ phụ thuộc vào pH, liề u lươ ̣ng chấ t keo tu ̣ (Lê Hoàng Việt & Nguyễn Võ Châu Ngân, 2014) Thí nghiệm thực Jartest ET750 Lovibond (Tintometer GmbH, Đức) Bộ Jartest là thiế t bi ̣ giả lập mô hình bể khuấy trộn và ta ̣o các hệ thống xử lý nước thải Bộ Jartest ET750 Lovibond bao gồm:  Phần chứa mẫu: cốc thủy tinh có dung tích L/cốc  Hệ thống khuấy trộn (motor cánh khuấy): gồm cánh khuấy điều chỉnh vận tốc khuấy từ 10 - 300 vòng/phút và bô ̣ phâ ̣n đinh ̣ thời gian khuấ y 2.3.2 Mô hı̀ nh bể keo tụ - lắ ng Nghiên cứu “Xử lý sơ cấ p nước thải chế biến cá tra phương pháp keo tụ” đươ ̣c tiế n hành nhằm xác định loa ̣i và liề u lươ ̣ng chấ t keo tu ̣ thı́ch hơ ̣p cho công đoạn xử lý sơ cấp bể keo tụ tạo lắng, giảm thiểu chấ t ô nhiễm hữu đảm bảo nước thải đủ đạt yêu cầu xử lý cho công đoạn sinh học Mô hıǹ h đươ ̣c chế ta ̣o bằ ng kıń h gồ m ngăn khuấ y (để keo tu ̣) và mô ̣t ngăn lắ ng Vâ ̣n tố c khuấ y ngăn giảm dầ n từ ngăn thứ nhấ t đế n ngăn thứ ba với các vâ ̣n tố c khuấ y lầ n lươ ̣t là 150 vòng/phút, 80 vòng/phút và 40 vòng/phút chọn theo ASTM (1995) Chọn loại máy khuấy điều chỉnh tốc độ để cố định vận tốc khuấy ngăn PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Địa điểm, đối tượng thời gian thực Trong quá trı̀nh tiế n hành thı́ nghiê ̣m sẽ điề u chın̉ h và cung cấ p nước ở mô ̣t lưu lươ ̣ng ổ n đinh ̣ bằ ng bıǹ h Ma-ri-ốt cho thời gian lưu ở ngăn khuấ y lầ n lươ ̣t là 1,5 phút, 13 phút và 13 phút, thời Nghiên cứu thực phòng thí nghiệm Bộ môn Kỹ thuật Môi trường, Khoa Môi trường Tài nguyên Thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ khoảng thời thời gian từ tháng đến tháng 12 năm 2014 102 Tạp chı́ Khoa học Trường Đại học Cầ n Thơ Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 40 (2015): 101-109 gian lưu nước ở ngăn lắ ng là giờ Các bô ̣ phâ ̣n của mô hı̀nh đươ ̣c thể hiê ̣n Hı̀nh 2.4 Bố trí thí nghiệm 2.4.1 Thí nghiệm định hướng mức 100, 200, 300, 400, 500 600 mg/L Thı́ nghiệm thực lần lặp lại, nước thải sau keo tu ̣ đươ ̣c đo đô ̣ đu ̣c và pH để xác đinh ̣ khoảng liều lượng chất keo tụ cho hiê ̣u quả loa ̣i bỏ SS cao (thông qua giảm giá trị đô ̣ đu ̣c) loại chất keo tụ Từ có sở để tiến hành thí nghiệm thức ở các liề u lươ ̣ng xung quanh khoảng thıć h hơ ̣p này Đây là thí nghiệm Jartest thực cho loại chất keo tụ đã nêu với các liều lượng khác Liề u lươ ̣ng chất keo tụ sử du ̣ng thı́ nghiê ̣m Hın ̣ ̀ h 1: Sơ đồ mô hın ̀ h bể keo tu ̣ ta ̣o kế t hơ ̣p lắ ng thı́ nghiêm (Viện Công nghệ Sinh học Môi trường, 2012) Liề u lươ ̣ng chấ t keo tu ̣ sử du ̣ng xung quanh liề u lươ ̣ng 500 mg/L đươ ̣c cho ̣n từ thı́ nghiê ̣m 2.4.2 2.4.4 Thí nghiệm xác định liều lượng polymer thích hợp cho trình keo tụ 2.4.2 Thí nghiệm chọn liều lượng chất keo tụ thích hợp Từ kế t quả thí nghiệm đinh ̣ hướng tiế p tu ̣c tiế n hành thı́ nghiê ̣m Jartest với mức liều lượng biến thiên quanh liều lượng của chấ t keo tu ̣ xử lý nước thải có đô ̣ đu ̣c thấ p nhấ t với khoảng cách mức ± 50 mg/L Thí nghiệm này nhằ m cho ̣n 02 loa ̣i chấ t keo tu ̣ và liều lượng cho hiê ̣u suất loa ̣i SS cao nhấ t Các bước tiến hành thí nghiệm thực giống thí nghiệm đinh ̣ hướng và cũng đươ ̣c lă ̣p la ̣i lầ n Các chı̉ tiêu theo dõi của thı́ nghiê ̣m này là SS, COD và pH Sau xác đinh ̣ đươ ̣c khả kế t hơ ̣p giữa chấ t keo tu ̣ và polymer và liề u lươ ̣ng chấ t keo tu ̣ thích hợp để kết hợp với polymer ở thı́ nghiê ̣m 2.4.3; tiếp tục tiến hành thí nghiệm Jartest ở liề u lươ ̣ng chấ t keo tu ̣ này kế t hơ ̣p với liều lượng polymer thay đổi tăng dần mức 0,5 mg/L (Viện Công nghệ Sinh học Môi trường, 2012) để cho ̣n liề u lươ ̣ng polymer thı́ch hơ ̣p 2.4.5 Thı́ nghiê ̣m mô hı̀ nh bể keo tụ - lắ ng Trong nghiên cứu không tiến hành xử lý thống kê kết mà so sánh hiệu suất xử lý mức liều lượng hóa chất khác nhau, từ chọn liều lượng hóa chất phù hợp để tiến hành thí nghiệm 2.4.3 Thí nghiệm xác định khả kết hợp chất keo tụ với polymer Vận hành mô hình với thông số thu từ các thı́ nghiê ̣m (liều lượng chấ t keo tu ̣ và polymer) Mô hình hoạt động với chế đô ̣ có và không sử du ̣ng hóa chấ t keo tu ̣ Khi mô hı̀nh đã hoa ̣t đô ̣ng ổn định cứ sau mô ̣t tiến hành thu mẫu và thu lần ngày ở mô ̣t chế đô ̣ vâ ̣n hành Mẫu thu hàng ngày đươ ̣c tổ hơ ̣p la ̣i và phân tıć h các chı̉ tiêu pH, độ đục, SS, BOD, COD, TKN TP Thı́ nghiê ̣m này đươ ̣c lă ̣p la ̣i lầ n ở ngày khác Tiếp tục tiế n hành thí nghiệm Jartest xác định khả kế t hơ ̣p chất keo tụ với polymer để tăng hiê ̣u suấ t của quá trı̀nh keo tu ̣ Liề u lươ ̣ng polymer thı́ nghiê ̣m này đươ ̣c cố đinh ̣ ở mức 0,5 mg/L 103 Tạp chı́ Khoa học Trường Đại học Cầ n Thơ Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 40 (2015): 101-109 pH nước thải yế u tố quan trọng, ảnh hưởng đến hiệu suất trình keo tụ loại chất keo tụ có khoảng pH hoạt động riêng pH của nước thải biến động qua ngày khảo sát nằ m khoảng hoạt động thıć h hơ ̣p của 03 loa ̣i chấ t keo tu ̣ sử du ̣ng (phèn nhôm có pH từ 6,5 - 8,5, phèn sắt có pH từ - 11, PAC có pH từ 6,5 - 8,5) (US Army Corps of Engineers, 2001) Do đó, không phải điề u chı̉nh pH các thí nghiệm 2.5 Phương pháp phương tiện phân tích mẫu Các thí nghiệm Jartest tiến hành theo hướng dẫn ASTM D 2035-80 Các thí nghiệm Jartest thực với vận tốc khuấy nhanh 150 vòng/phút vòng phút đồng thời cho hóa chất vào, khuấy chậm với vận tốc 50 vòng/phút 20 phút, sau tắt máy khuấy để lắng 30 phút, cuối lấy phần nước phân tích tiêu cần theo dõi Hàm lượng chất rắn lơ lửng nước thải cao, nế u chı̉ lắng ho ̣c thı̀ hiệu suất loại bỏ SS khoảng 40 - 70% (Metcalf & Eddy, 1991), hàm lượng SS đầu cao chưa đủ điề u kiê ̣n để đưa vào các bể xử lý sinh ho ̣c phı́a sau, thêm vào đó nồ ng đô ̣ BOD và COD cao dẫn đế n chi phı́ vâ ̣n hành các bể xử lý sinh ho ̣c (nhấ t là loa ̣i bể hiế u khı)́ cao Vì vậy, cầ n có giải pháp để làm tăng hiê ̣u suấ t loa ̣i bỏ SS, BOD5, COD, và keo tụ mô ̣t những giải pháp có thể áp du ̣ng Nồ ng đô ̣ các tiêu ô nhiễm theo dõi các thí nghiệm phân tích theo phương pháp theo qui trình hướng dẫn APHA, AWWA & WEF (2005) bằ ng các phương tiê ̣n, thiế t bi ̣ của Bộ môn Kỹ thuâ ̣t Môi trường, Khoa Môi trường & TNTN Thí nghiệm không tiến hành so sánh thống kê mà đánh giá khác biệt dựa vào sai khác giá trị nghiệm thức KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặc điểm nước thải chế biến cá tra Tỷ lệ BOD5:N:P =100:12,46:2,9 thỏa nhu cầu dưỡng chấ t cho vi sinh vâ ̣t ở các bể xử lý sinh học, lươ ̣ng N và P còn thừa khá cao so với nhu cầ u sẽ cầ n có các qui trıǹ h loa ̣i bỏ dưỡng chấ t Biện pháp keo tụ tạo giúp tăng hiê ̣u suấ t loại bỏ N và P giúp giảm chi phí cho giai đoạn xử lý dưỡng chấ t Nước thải lấy hố thu gom sau song chắn rác hệ thống xử lý nước thải để phân tıć h các chı̉ tiêu ô nhiễm có ảnh hưởng đế n quá trıǹ h keo tu ̣ Nước thải lấy PTN tiến hành phân tích để đảm bảo tính xác kết phân tích Độ kiềm tham gia vào trình tạo thành Al(OH)3 Fe(OH)3, từ ảnh hưởng đến hiệu keo tụ Độ kiềm dao động lớn qua ngày quan sát có thể thỏa mañ cho các phản ứng ta ̣o Al(OH)3 Fe(OH)3 quá trıǹ h keo tu ̣ 3.2 Kế t thí nghiệm định hướng Thời gian lấy nước thải từ 7h00 - 8h00 13h00 - 14h00 vào thời điểm cắt tiết nên nước thải có màu đỏ máu cá, mùi hôi tanh, nhiều mỡ, hàm lượng chất lơ lửng cao Bảng 1: Thành phần, đặc điểm nước thải sản xuất cá tra Chỉ tiêu pH Độ kiềm SS Độ đục BOD5 COD TKN TP Đơn vị mgCaCO3/L mg/L NTU mg/L mg/L mg/L mg/L Khi tăng liều lượng chất keo tụ độ đục nước thải giảm tăng mức liều lượng thích hợp loại chất keo tụ độ đục tăng trở lại hạt keo nước tái ổn định trở lại (Hình 2) Điều phù hợp với lý thuyết mô tả Trịnh Xuân Lai (2013) Kết ghi nhận độ đục thấp 13,83 ± 0,15 NTU đa ̣t đươ ̣c ở liều lượng phèn nhôm 700 mg/L; 9,09 ± 0,31 NTU liều lượng phèn sắt 500 mg/L 4,73 ± 0,19 NTU ở liều lượng PAC là 500 mg/L Như vậy, liều lượng chấ t keo tu ̣ đươ ̣c cho ̣n để tiế n hành thı́ nghiê ̣m sau sẽ nằ m xung quanh các liề u lươ ̣ng Giá trị trung bình 7,17 ± 0,15 343,33 ± 92,92 702,39 ± 6,02 266,11 ± 12,67 970,28 ± 65,64 1724,45 ± 40,39 120,86 ± 17,36 28,26 ± 6,61 Chú ý *: giá trị trung bình (n = 3) ± SD 104 Tạp chı́ Khoa học Trường Đại học Cầ n Thơ Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 40 (2015): 101-109 Hình 2: Độ đục nước thải sau keo tụ với liều lượng phèn khác Nước thải đầu vào có pHvào dao động giá trị 3.3 Kế t quả thí nghiệm xác đinh ̣ liều lượng 7,01 thích hợp cho trình keo tụ loại chất keo tụ chất keo tụ, sau keo tụ pH giảm là các ion Thí nghiệm sử dụng liều lượng chất keo tụ kim loa ̣i phèn ta ̣o thành các hydroxide kế t xung quanh liề u lươ ̣ng cho độ đục thấp thí tủa, để la ̣i nước các gố c a-xı́t phèn nghiệm trước (659, 700, 750 mg/L phèn Hı̀nh cho thấ y tăng liề u lươ ̣ng chấ t keo tu ̣ thı̀ nhôm; 459, 500, 550 mg/L đố i với phèn sắt pH của nước thải sẽ giảm và đô ̣ su ̣t giảm pH của PAC) 500 mg/L phèn sắ t ma ̣nh của phèn nhôm và PAC Tuy nhiên, ở các liề u lươ ̣ng cho ̣n thı̀ pH nước thải vẫn còn ≥ 6,5 vẫn đủ điề u kiê ̣n để đưa vào bể xử lý sinh ho ̣c không cầ n phải điề u chın̉ h pH 09 8,5 Phèn nhôm PAC Phèn sắt 08 8,0 08 7,5 07 7,0 07 6,5 06 6,0 06 5,5 05 5,0 05 4,5 100 200 300 400 500 600 700 800 Liều lượng (mg/L) Hình 3: pH nước thải sau keo tụ với liều lượng phèn khác 105 Tạp chı́ Khoa học Trường Đại học Cầ n Thơ Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 40 (2015): 101-109 Bảng 2: Giá trị các thông số theo dõi trước và sau keo tu ̣ ở các liề u lươ ̣ng keo tụ khác Mẫu SS (mg/L) COD (mg/L) pH 751,7 ± 5,8 1706,7 ± 37,0 6,99 ± 0,01 Đầ u vào Phèn nhôm 650 mg/L 345,0 ± 5,0 864,0 ± 8,0 6,20 ± 0,03 700 mg/L 330,0 ± 5,0 736,0 ± 27,7 6,06 ± 0,03 750 mg/L 361,0 ± 2,9 785,3 ± 26,6 6,02 ± 0,01 Phèn sắ t 450 mg/L 228,3 ± 7,6 499,7 ± 25,2 6,85 ± 0,05 500 mg/L 206,7 ± 2,9 448,4 ± 27,2 6,83 ± 0,02 550 mg/L 235,0 ± 8,7 480,0 ± 48,0 6,77 ± 0,03 PAC 450 mg/L 257,3 ± 6,4 693,3 ± 18,5 6,87 ± 0,02 500 mg/L 238,0 ± 7,2 663,3 ± 20,4 6,81 ± 0,02 550 mg/L 254,0 ± 4,0 736,0 ± 32,0 6,73 ± 0,01 Chú ý *: giá trị trung bình (n = 3) ± SD nước thải sau keo tu ̣ cũng thấ p nhấ t ở các liề u lươ ̣ng kể Tıń h về hiê ̣u suấ t loa ̣i bỏ COD, phèn sắ t cho hiê ̣u suất cao nhấ t kế đế n là PAC và cuố i cùng là phèn nhôm Kế t quả Bảng cho thấ y liều lượng phèn nhôm là 700 mg/L hiệu suất loại bỏ SS 56,1% Đối với phèn sắt PAC, mức liều lượng 500 mg/L cho hiệu suất loại bỏ SS tốt 72,51% 68,34% Nồ ng đô ̣ SS còn la ̣i sau keo tu ̣ ở liề u lươ ̣ng thı́ch hơ ̣p 03 loa ̣i phèn vẫn còn cao mức thıć h hơ ̣p để đưa vào bể bùn hoa ̣t tıń h (theo Metcalf & Eddy nồ ng đô ̣ SS đưa vào bể bùn hoa ̣t tın ́ h nên < 150 mg/L) Tổ ng hơ ̣p các nhâ ̣n xét chı̉ có phèn sắ t và PAC đươ ̣c lựa cho ̣n để tiế p tu ̣c tiế n hành thı́ nghiê ̣m kế tiế p 3.4 Thí nghiệm xác đinh ̣ khả kết hợp chất keo tụ với polymer pH của nước thải sau keo tu ̣ bằ ng phèn sắ t hay PAC ở liề u lươ ̣ng thıć h hơ ̣p là 500 mg/L đề u cao 6,5; đó pH của nước thải sau keo tu ̣ bằ ng phèn nhôm ở liề u lươ ̣ng thıć h hơ ̣p là 700 mg/L chı̉ còn 6,06 Điề u này cho thấ y nế u cho ̣n phèn nhôm để keo tu ̣ thı̀ sau keo tu ̣ phải tố n thêm chi phı́ để điề u chı̉nh pH về nước thı́ch hơ ̣p cho quá trı̀nh xử lý sinh ho ̣c phı́a sau (yêu cầ u pH phải nằ m khoảng 6,5 - 8,5) Mu ̣c tiêu của thı́ nghiê ̣m này nhằm xác đinh ̣ viê ̣c sử du ̣ng polymer có làm tăng hiê ̣u suất keo tu ̣ hay không, và kế t hơ ̣p vâ ̣y có thể là giảm liề u lươ ̣ng chấ t keo tụ để giảm chi phı́ hay không Do đó, thı́ nghiê ̣m này sử du ̣ng polymer ở liề u lươ ̣ng cố đinh ̣ là 0,5 mg/L và liề u lươ ̣ng phèn sắ t và PAC xung quanh 500 mg/L (liề u lươ ̣ng cho ̣n từ thı́ nghiê ̣m trước), đó có 01 nghiê ̣m thức đố i chứng chı̉ sử du ̣ng phèn sắ t và PAC ở liề u lươ ̣ng 500 mg/L không bổ sung polymer 900 800 700 600 500 400 300 200 100 Phèn sắt PAC COD (mg/L) SS (mg/L) Tương ứng với hiê ̣u suất loa ̣i SS, nồ ng đô ̣ COD 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 Phèn sắt PAC Liều lượng (mg/L) Liều lượng (mg/L) Hình 4: SS COD nước thải sau keo tụ với phèn sắt hay PAC có bổ sung polymer Chú ý *: giá trị trung bình (n = 3) ± SD 106 Tạp chı́ Khoa học Trường Đại học Cầ n Thơ Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 40 (2015): 101-109 tụ chọn Trong thı́ nghiê ̣m này liề u lươ ̣ng phèn sắ t cố đinh ̣ ở 450 mg/L, liề u lươ ̣ng PAC cố đinh ̣ ở 500 mg/L, đó liề u lươ ̣ng polymer biế n thiên từ 0,5 mg/L đế n 2,5 mg/L Kết đo đạc cho thấy tăng liều lượng polymer pH nước thải giảm pH nước thải sau xử lý mức liều lượng khác cao 6,5 nên nước thải vẫn thích hợp cho công đoạn xử lý sinh học Đối với phèn sắt: các liều lượng từ 500 mg/L trở xuố ng kế t hơ ̣p với 0,5 mg/L polymer đề u cho hiê ̣u suất loa ̣i bỏ SS và COD cao chı̉ sử du ̣ng phèn sắ t ở liề u lươ ̣ng 500 mg/L Hiê ̣u suất loa ̣i bỏ SS và COD có khuynh hướng tố t ở liề u lươ ̣ng 450 mg/L phèn sắ t kết hợp với 0,5 mg/L polymer, với SS còn la ̣i là 195,33 ± 4,62 mg/L và COD còn la ̣i là 330,67 ± 18,48 mg/L Khi kế t hơ ̣p PAC và polymer cũng cho kế t quả tương tự hiê ̣u suất loa ̣i SS và COD có khuynh hướng tố t ở liề u lươ ̣ng 500 mg/L PAC kết hợp với 0,5 mg/L polymer, với SS lại là 202 ± mg/L và COD lại là 501,33 ± 9,24 mg/L Như vâ ̣y, viê ̣c bổ sung polymer để tăng hiê ̣u suất keo tu ̣ là giải pháp khả thi và có bổ sung polymer thı̀ có thể bớt liề u lươ ̣ng phèn sắ t 50 mg/L 3.5 Thí nghiệm chọn liều lượng polymer thích hợp Đối với phèn sắt mức liều lượng 450 mg/L kết hợp với mg/L polymer cho hiệu suất loại bỏ SS 79,14% hiệu suất loại bỏ COD 83,73% Ở mức liều lượng 500 mg/L PAC kết hợp với mg/L polymer, hiệu suất loại bỏ SS 82,53% hiệu suất loại bỏ COD 79,76% Nồng độ SS, COD lại hai trường hợp đủ điều kiện để đưa vào bể xử lý sinh học công đoạn Thí nghiệm nhằm xác định liều lượng polymer thích hợp kết hợp với liều lượng chất keo Phèn sắt 07 7,407 7,4 07 7,2 7,007 PAC 7,207 7,007 6,807 6,807 6,607 pH pH 6,607 6,406 6,406 6,206 6,206 6,006 6,006 Liều lượng (mg/L) Liều lượng (mg/L) Hình 5: pH nước thải sau keo tụ bằ ng phèn sắt hay PAC kết hợp với polymer 900 800 700 600 500 400 300 Phèn sắt SS (mg/L) SS (mg/L) Chú ý *: giá trị trung bình (n = 3) ± SD 200 100 900 800 700 600 500 400 300 200 100 PAC Liều lượng (mg/L) Liều lượng (mg/L) Hình 6: SS nước thải sau keo tụ bằ ng phèn sắt hay PAC kết hợp với polymer Chú ý *: giá trị trung bình (n = 3) ± SD 107 Tạp chı́ Khoa học Trường Đại học Cầ n Thơ Phèn sắt 2500 2500 2000 2000 1500 1500 COD (mg/L) COD (mg/L) Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 40 (2015): 101-109 1000 500 PAC 1000 500 0 Liều lượng (mg/L) Liều lượng (mg/L) Hình 7: COD nước thải sau keo tụ bằ ng phèn sắt hay PAC kết hợp với polymer Chú ý *: giá trị trung bình (n = 3) ± SD mô hıǹ h bể keo tu ̣ kế t hơ ̣p lắ ng có dòng chảy liên tu ̣c để kiể m chứng la ̣i kế t quả và so sánh sự khác biê ̣t của viê ̣c có sử du ̣ng hóa chấ t (PAC + polymer) và không sử du ̣ng hóa chấ t 3.6 Kế t quả thı́ nghiêm ̣ mô hın ̀ h Điề u kiê ̣n lắ ng các thı́ nghiê ̣m Jartest là lắ ng tıñ h khác với quá trı̀nh lắ ng có dòng chảy ở các bể lắ ng Do đó, thı́ nghiê ̣m đươ ̣c tiế n hành Bảng 3: Nồ ng đô ̣ chấ t ô nhiễm trước và sau keo tu ̣ - lắ ng Chỉ tiêu pH SS BOD5 COD TKN TP Đơn vị mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L Đầu vào Đầu không sử dụng hóa chất Đầu sử dụng hóa chất Trung bình Trung bình Hiệu suất (%) Trung bình Hiệu suất (%) 7,37 ± 0,24 7,15 ± 0,17 6,87 ± 0,17 489,55 ± 81,26 254,44 ± 32,28 48,03 106,44 ± 14,36 78,26 1115,56 ± 71,91 839,67 ± 25,7 24,73 411,11 ± 27,95 63,15 1749,33 ± 112,89 1112,98 ± 95,45 36,38 435,56 ± 38,58 75,10 155,12 ± 18,03 112,53 ± 8,39 27,46 28,87 ± 1,59 81,39 15,03 ± 4,37 12,10 ± 2,88 19,49 3,92 ± 0,59 73,92 Chú ý *: giá trị trung bình (n = 3) ± SD Các kế t quả thı́ nghiê ̣m cho thấ y viê ̣c sử du ̣ng hóa chấ t keo tu ̣ đã làm tăng đáng kể hiê ̣u suất của quá trıǹ h lắ ng Hiê ̣u suấ t loa ̣i bỏ SS của PAC kế t hơ ̣p với polymer vâ ̣n hành mô hıǹ h tương đương với thı́ nghiê ̣m Jartest Ngoài SS và chấ t hữu cơ, các chấ t ô nhiễm khác ni-tơ và phố tpho cũng giảm ma ̣nh giúp cho viê ̣c xử lý các chấ t này đỡ tố n kém nhiề u Nước thải sau keo tu ̣ đa ̣t các điề u kiê ̣n pH, SS, tı̉ lê ̣ BOD5/COD, tı̉ lê ̣ BOD5:N:P để đưa vào bể xử lý sinh ho ̣c Để đa ̣t hiê ̣u quả về mă ̣t kinh tế và kỹ thuâ ̣t nên cho ̣n PAC làm chấ t keo tu ̣ Nế u sử du ̣ng phèn sắ t kế t hơ ̣p với polymer tố n 14.061 VND/m3; nế u sử du ̣ng PAC kế t hơ ̣p với polymer chı̉ tố n 3.468 VND/m3 Với nước thải của các xı́ nghiê ̣p chế biế n cá tra có nồ ng đô ̣ gầ n tương đương với các nồ ng đô ̣ nước thải sử du ̣ng thı́ nghiê ̣m này nên sử du ̣ng liều lươ ̣ng PAC là 500 mg/L kế t hơ ̣p với mg/L polymer cation specfloc C-1492 4.2 Đề xuất KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 4.1 Kết luận Nên thực nghiên cứu xử lý nước thải chế biến cá tra phương pháp sinh học với nước thải đầu vào nước thải đầu bể keo tụ - lắ ng Keo tu ̣ nước thải chế biến thủy sản phèn sắt FeCl3.6H2O PAC Al2(OH)3.Cl3 là biê ̣n pháp khả thi giúp nâng cao hiê ̣u suất loa ̣i bỏ chấ t ô nhiễm ở giai đoa ̣n xử lý sơ cấ p, nước thải sau keo tụ đạt yêu cầu cho công đoạn xử lý sinh học Nghiên cứu thêm khả áp du ̣ng biê ̣n pháp keo tụ - lắ ng những loại nước thải khác có chứa nhiề u chấ t rắ n lơ lửng và có nồ ng đô ̣ chấ t hữu cao 108 Tạp chı́ Khoa học Trường Đại học Cầ n Thơ Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 40 (2015): 101-109 Nguyễn Thế Đồng, Trần Hiếu Nhuệ, Cao Thế Hà, Đặng Văn Lợi, Nguyễn Thị Thiên Phương, Đỗ Thanh Bái, Nguyễn Phạm Hà, Nguyễn Thị Phương Loan, Phạm Thị Kiều Oanh (2011) Tài liệu kỹ thuật Hướng dẫn đánh giá phù hợp công nghệ xử lý nước thải giới thiệu số công nghệ xử lý nước thải ngành Chế biến thủy sản - Dệt may - Giấy bột giấy NXB Tổng Cục Môi trường Tổng Cục Thống kê (2014) Niên giám Thống kê Việt Nam 2013 NXB Thống kê Trịnh Xuân Lai (2013) Tính toán thiết kế công trình xử lý nước thải NXB Giáo dục US Army Corps of Engineers (2001) Engineering and design: Precipitation/Coagulation/Floccu lation EM 1110-1-4012 Viện Công nghệ Sinh học Môi trường (2012) Đề xuất giải pháp kỹ thuật xử lý nước thải dệt nhuộm công ty Global Dyeing Samil Vinal thuộc Khu công nghiệp Long Thành tỉnh Đồng Nai Đồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO APHA, AWWA & WEF (2005) Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21ed Ameriran Public Health Association, American Water Works Association, and Water Environment Federation Washington D.C ASTM - American Society for Testing and Materials (1995) Standard practice for coagulation - flocculation jar test of water Annual book of ASTM standards, volume 11.02 Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân (2006) Xử lý nước thải công nghiệp đô thị NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Lê Hoàng Việt, Nguyễn Võ Châu Ngân (2014) Giáo trình Kỹ thuật xử lý Nước thải NXB Đại học Cần Thơ Metcalf & Eddy (1991) Wastewater Engineering: Treatment, Disposal, Reuse McGraw-Hill, Inc 109 ... 4.1 Kết luận Nên thực nghiên cứu xử lý nước thải chế biến cá tra phương pháp sinh học với nước thải đầu vào nước thải đầu bể keo tụ - lắ ng Keo tu ̣ nước thải chế biến thủy sản phèn sắt FeCl3.6H2O... 2.3.2 Mô hı̀ nh bể keo tụ - lắ ng Nghiên cứu Xử lý sơ cấ p nước thải chế biến cá tra phương pháp keo tụ đươ ̣c tiế n hành nhằm xác định loa ̣i và liề u lươ ̣ng chấ t keo tu ̣ thı́ch hơ... tăng liều lượng polymer pH nước thải giảm pH nước thải sau xử lý mức liều lượng khác cao 6,5 nên nước thải vẫn thích hợp cho công đoạn xử lý sinh học Đối với phèn sắt: các liều lượng từ 500 mg/L