Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng công nghệ dòng chảy phối hợp sử dụng bèo tây và cỏ vetiver

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM o0o LÊ THỊ PHƢỢNG Tên đề tài: XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN BẰNG CÔNG NGHỆ DÒNG CHẢY PHỐI HỢP SỬ DỤNG BÈO TÂY VÀ CỎ VETIVER KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo Chuyên ngành Khoa Khóa học : Chính quy : Công nghệ sinh học : CNSH & CNTP : 2011 - 2015 Thái Nguyên, năm 2015 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM o0o LÊ THỊ PHƢỢNG Tên đề tài: XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN BẰNG CÔNG NGHỆ DÒNG CHẢY PHỐI HỢP SỬ DỤNG BÈO TÂY VÀ CỎ VETIVER KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Công nghệ sinh học Lớp : K43 - CNSH Khoa : CNSH - CNTP Khóa học : 2011 - 2015 Giảng viên hƣớng dẫn 1: TS Hồ Tú Cƣờng Giảng viên hƣớng dẫn 2: TS Phạm Bằng Phƣơng Thái Nguyên, năm 2015 i LỜI CẢM ƠN Để có đƣợc điều kiện thực khóa luận tốt nghiệp nhƣ hoàn thành chƣơng trình học em xin chân thành cảm ơn Nhà trƣờng, cảm ơn thầy cô giáo tận tình hƣớng dẫn, giảng dạy suốt trình học tập, nghiên cứu rèn luyện trƣờng Đại học Nông lâm Thái Nguyên Em xin chân thành cảm ơn Viện Công nghệ môi trƣờng – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam giúp em có môi trƣờng thực tập tốt Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Hồ Tú Cƣờng, TS Phạm Bằng Phƣơng tận tình hƣớng dẫn em suốt thời gian thực tập Em xin gửi lời cảm ơn tới ThS.Vũ Thị Nguyệt, ThS Nguyễn Trung Kiên quan tâm, giúp đỡ nhiệt tình hƣớng dẫn để em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp Cuối em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè động viên tạo điều kiện tốt cho em hoàn thành khóa luận Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng Sinh viên Lê Thị Phƣợng năm 2015 ii DANH MỤC BẢNG VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chú thích COD Chemical Oxygen Demand - nhu cầu oxy hóa học BOD Biochemical oxygen Demand - nhu cầu oxy sinh hoá N Nitơ P Phospho C Carbon TSS Tổng chất rắn lơ lửng T-N Tổng Nitơ T-P Tổng phospho HT Hệ thống iii DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 2.1 Thành phần nƣớc thải số trại tập trung Bảng 2.2 Một vài thông số đặc trƣng chất lƣợng nƣớc[12] Bảng 2.3 Các thành phần quan trọng nƣớc thải chăn nuôi liên quan đến công nghệ xử lý Bảng 3.1.Thành phần nƣớc thải sau xử lý kỵ khí hầm biogas Trung tâm nghiên cứu lợn Thụy Phƣơng (Viện Chăn nuôi) .16 Bảng 4.1 Nồng độ trung bình tiêu sau xử lý qua hệ thống tải lƣợng lít/ngày 25 Bảng 4.2.Biến động hiệu suất xử lý NH4+ qua lần phân tích 26 Bảng 4.3 Biến động hiệu suất xử lý NO2- qua lần phân tích .27 Bảng 4.4 Biến động hiệu suất xử lý NO3-qua lần phân tích 28 Bảng 4.5 Biến động hiệu suất xử lý T-N qua lần phân tích .29 Bảng 4.6 Biến động hiệu suất xử lý PO43- qua lần phân tích .30 Bảng 4.7.Biến động hiệu suất xử lý T-P qua lần phân tích 31 Bảng 4.8.Biến động hiệu suất xử lý COD qua lần phân tích 32 Bảng 4.9.Nồng độ trung bình tiêu sau xử lý qua hệ thống tải lƣợng 15 lít/ngày 34 Bảng 4.10.Biến động hiệu suất xử lý NH4+ qua lần phân tích 34 Bảng 4.11 Biến động hiệu suất xử lý NO2- qua lần phân tích 36 Bảng 4.12 Biến động hiệu suất xử lý NO3- qua lần phân tích 37 Bảng 4.13 Biến động hiệu suất xử lý T-N qua lần phân tích 38 Bảng 4.14 Biến động hiệu suất xử lý PO43- qua lần phân tích 39 Bảng 4.15 Biến động hiệu suất xử lý T-P qua lần phân tích .40 Bảng 4.16 Biến động hiệu suất xử lý COD qua lần phân tích 42 Bảng 4.17 Hiệu suất xử lý trung bình hệ thống qua tải lƣợng 43 iv DANH MỤC HÌNH Trang Hình 2.1.Bố trí hệ thống phối hợp bèo tây cỏ Vetiver 19 Hình 2.2 Hệ thống nhỏ giọt thu nƣớc thải 20 Hình 4.1 Hiệu suất xử lý NH4+ qua lần phân tích 26 Hình 4.2.Hiệu suất xử lý NO2- qua lần phân tích .27 Hình 4.3.Hiệu suất xử lý NO3- qua lần phân tích .28 Hình 4.4 Hiệu suất xử lý T-N qua lần phân tích 29 Hình 4.5 Hiệu suất xử lý PO43- qua lần phân tích 30 Hình 4.6 Hiệu suất xử lý T-P qua lần phân tích 32 Hình 4.7 Hiệu suất xử lý COD qua lần phân tích 33 Hình 4.8 Hiệu suất xử lý NH4+ qua lần phân tích 35 Hình 4.9 Hiệu suất xử lý NO2- qua lần phân tích 36 Hình 4.10 Hiệu suất xử lý NO3- qua lần phân tích .37 Hình 4.11 Hiệu suất xử lý T-N qua lần phân tích 39 Hình 4.12 Hiệu suất xử lý PO43- qua lần phân tích 40 Hình 4.13 Hiệu suất xử lý T-P qua lần phân tích 41 Hình 4.14 Hiệu suất xử lý COD qua lần phân tích 42 v MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC BẢNG VIẾT TẮT ii DANH MỤC BẢNG iii DANH MỤC HÌNH iv MỤC LỤC v Phần 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề .1 1.2 Mục đích nghiên cứu .2 1.3 Mục tiêu nghiên cứu Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Đặc điểm nƣớc thải chăn nuôi lợn 2.1.1 Nguồn phát sinh 2.1.2 Thành phần, tính chất nƣớc thải chăn nuôi 2.2 Tổng quan xử lý nƣớc thải thực vật thủy sinh 2.2.1.Vai trò thực vật thủy sinh xử lý nƣớc thải 2.2.2.Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm thực vật thủy sinh 2.2.3 Ƣu nhƣợc điểm sử dụng thực vật thủy sinh xử lý nƣớc thải 2.2.4.Các mô hình công nghệ sử dụng thực vật thủy sinh xử lý nƣớc ô thải, nƣớc ô nhiễm .9 2.2.5 Bèo tây khả xử lý nƣớc thải 10 2.2.6 Cỏ Vetiver khả xử lý nƣớc thải 11 2.3.Các nghiên cứu nƣớc xử lý nƣớc thải thực vật thủy sinh 12 2.3.1 Các nghiên cứu nƣớc giới .12 vi 2.3.2 Các nghiên cứu Việt Nam .13 Phần 3: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 3.1 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 16 3.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu 16 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 18 3.2 Địa điểm thời gian tiến hành nghiên cứu 18 3.3 Nội dung nghiên cứu 19 3.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 19 3.4.1 Phƣơng pháp bố trí vận hành thí nghiệm 19 3.4.2 Phƣơng pháp phân tích nƣớc thải 20 Phần 4: 25KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 25 4.1 Đánh giá khả xử lý nƣớc thải bèo tây cỏ Vetiver tải lƣợng lít/ngày .25 4.1.1 Đánh giá hiệu xử lý N-NH4+ bèo tây cỏ Vetiver 26 4.1.2 Đánh giá khả xử lý NO2- bèo tây cỏ Vetiver 27 4.1.3.Đánh giá khả xử lý NO3- bèo tây cỏ Vetiver .28 4.1.4 Đánh giá khả xử lý T-N bèo tây cỏ Vetiver 29 4.1.5 Đánh giá hiệu xử lý PO43- bèo tây cỏ Vetiver .30 4.1.6 Đánh giá khả xử lý T-P bèo tây cỏ Vetiver 31 4.1.7 Đánh giá khả xử lý COD bèo tây cỏ Vetiver 32 4.1.8 Đánh giá chung hiệu xử lý nƣớc thải bèo tây cỏ Vetiver tải lƣợng lít/ngày 33 4.2 Đánh giá hiệu xử lý nƣớc thải bèo tây cỏ Vetiver tải lƣợng 15 lít/ngày .34 4.2.1 Đánh giá khả xử lý N-NH4+ bèo tây cỏ Vetiver 34 4.2.2 Đánh giá khả xử lý NO2- bèo tây cỏ Vetiver 36 vii 4.2.3 Đánh giá hiệu xử lý NO3- bèo tây cỏ Vetiver .37 4.2.4 Đánh giá khả xử lý T-N bèo tây cỏ Vetiver 38 4.2.5 Đánh giá khả xử lý PO43- bèo tây cỏ Vetiver 39 4.2.6 Đánh giá khả xử lý T-P bèo tây cỏ Vetiver 40 4.2.7 Đánh giá hiệu xử lý COD bèo tây cỏ Vetiver .42 4.2.8 Đánh giá chung hiệu xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn bèo tây cỏ Vetiver tải lƣợng 15 lít/ngày 43 Phần 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .45 5.1 Kết luận 45 5.2 Kiến nghị 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Ngày nay,Việt Nam đƣờng hội nhập kinh tế giới,từng bƣớc công nghiệp hóa-hiện đại hóa đất nƣớc.Tuy nhiên, với khoảng 70% số dân sống vùng nông thôn,sản xuất nông nghiệp đóng vai trò quan trọng kinh tế - xã hội nƣớc ta.Trong năm qua,ngành chăn nuôi,đặc biệt chăn nuôi lợn phát triển mạnh số lƣợng lần quy mô.Nhƣng phát triển thiếu quy hoạch, chƣa đáp ứng đƣợc tiêu chuẩn kỹ thuật chuồng trại kỹ thuật chăn nuôi dẫn đến hệ lụy tất yếu môi trƣờng ngày ô nhiễm trầm trọng.Trong năm 2014, tổng đàn lợn nƣớc có 28,6 triệu trung bình năm ngành chăn nuôi thải 75-85 triệu phân [29] Với lƣợng chất thải lớn nhƣ vậy, ngành chăn nuôi lợn gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng đặt vấn đề cấp thiết xử lý nƣớc thải chăn nuôi Nguồn nƣớc thải chăn nuôi có chứa nhiều hợp chất hữu cơ, vi khuẩn,virus, trứng giun sán… Nguồn nƣớc có nguy gây ô nhiễm tầng nƣớc mặt, nƣớc ngầm trở thành nguyên nhân phát sinh dịch bệnh cho đàn gia súc Gây ảnh hƣởng trực tiếp đến suất,chất lƣợng sản phẩm chăn nuôi, gây thiệt hại kinh tế cho ngƣời sản xuất Đồng thời nƣớc thải chăn nuôi lây lan số bệnh cho ngƣời ảnh hƣởng đến môi trƣờng xung quanh chứa nhiều mầm bệnh nhƣ: Samonella, Leptospira, Clostridium Bên cạnh có nhiều loại khí đƣợc tạo hoạt động vi sinh vật nhƣ NH3, CO2, CH4, H2S, Các loại khí gây nhiễm độc không khí nguồn nƣớc ngầm ảnh hƣởng đến đời sống ngƣời hệ sinh thái.Ví dụ nhƣ lắng đọng NH3 đất với khả nặng đệm thấp gây nên axit hóa đất rút hết cation NH3 không khí chuồng nuôi đƣợc tích tụ gây thông thoáng, ảnh hƣởng xấu sức khỏe suất vật nuôi[28] NH3 tác động xấu lên sức khỏe ngƣời, dù mức thấp gây sƣng phổi, sƣng mắt, ảnh hƣởng tới hô hấp tim mạch Chính việc thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải chăn nuôi để đảm bảo nƣớc thải 35 Hình 4.8 Hiệu suất xử lý NH4+ qua lần phân tích Hiệu suất xử lý NH4+ bèo tây tăng dần theo thời gian lƣu Ở thời điểm sau ngày kể từ chạy hệ thống tải lƣợng 15 lít/ngày, hiệu suất xử lý bèo tây thấp nhất, đạt 37,55% Nguyên nhân tải lƣợng 15 lít/ngày, thời gian lƣu để hệ thống xử lý tối ƣu ngày, mà thời điểm sau ngày chƣa phản ánh hiệu suất xử lý, chƣa tính toán hiệu suất toàn hệ thống Ở thời điểm sau ngày ngày, hiệu suất xử lý NH4+ cao, đạt từ 76,53% đến 84% Ở thời điểm này, hệ vi khuẩn nitrat rễ hoạt động mạnh, trình nitrat hóa xảy khiến NH4+ chuyển hóa thành NO2- NO3-, mà nồng độ NH4+ giảm dẫn đến hiệu suất tăng Hiệu xử lý NH4+ cỏ Vetiver không ổn định Trong thời điểm sau ngày, hiệu suất xử lý đạt 90,8% thời điểm sau ngày, ngày lại hiệu xử lý Nguyên nhân thời gian đầu chƣa tiếp nhận phản ứng hấp thu NH4+ đồng thời hệ vi sinh vật rễ hoạt động không hiệu dẫn đến hiệu xử lý Hiệu xử lý toàn hệ thống ổn định khoảng từ 58-62% Tuy nhiên hiệu suất toàn hệ thống so với hệ riêng lẻ thấp Nồng độ NH4+ nƣớc sau xử lý qua hệ thống đạt tiêu chuẩn loại A cho nƣớc thải công nghiệp (QCVN 40/2011-BTNMT-5mg/l) 36 4.2.2 Đánh giá khả xử lý NO2- bèo tây cỏ Vetiver Bảng 4.11 Biến động hiệu suất xử lý NO2- qua lần phân tích Thời gian Bèo Cỏ HT (ngày) (%) (%) (%) 0 0 91,274 78,413 81,675 86,667 61,270 53,752 85,079 Hình 4.9 Hiệu suất xử lý NO2- qua lần phân tích Ở thời điểm sau ngày, bèo tây chƣa có hiệu xử lý NO2- nồng độ NO2- nƣớc thải cao.Nhƣ vậy, khả hấp thu hệ vi sinh vật chƣa thích nghi đƣợc với nồng độ cao củaNO2-mà bể bèo tây chƣa đạt hiệu xử lý Tuy nhiên, sau ngày ngày hiệu xử lý tốt với hiệu suất xử lý lần lƣợt 78,41% 61,27% Nhƣ trình nitrat hóa thời điểm diễn mạnh, NO2- đƣợc chuyển hóa sang NO3- nhờ vi khuẩn nitrobacterdo nồng độ NO2- lại nƣớc thải thấp, hiệu suất xử lý cao 37 Khác với bèo tây, thời điểm sau ngày cỏ Vetiver cho hiệu xử lý 90% Gần nhƣtoàn lƣợng NO2- nitrat hóa, chuyển hóa thành NO3- mà hiệu suất xử lý cao Ở thời điểm lại, hiệu suất xử lý 50% Nhìn chung, hiệu xử lý NO2- toàn hệ thống cao so với xử lý riêng biệt Cụ thể, sau ngày hiệu suất xử lý toàn hệ thống cao gấp 1,4 lần so với hiệu suất xử lý bèo tây gấp 1,6 lần so với cỏ Vetiver 4.2.3 Đánh giá hiệu xử lý NO3- bèo tây cỏ Vetiver Bảng 4.12 Biến động hiệu suất xử lý NO3- qua lần phân tích Thời gian Bèo Cỏ HT (ngày) (%) (%) (%) 0 0 36,983 0 8,988 8,155 36,880 55,062 38,970 41,464 Hình 4.10 Hiệu suất xử lý NO3- qua lần phân tích 38 Tính ổn định hệ thống NO3- Ở thời điểm sau ngày, hiệu xử lý NO3- cỏ không có, nguyên nhân NO2- nitrat hóa thành NO3với hiệu suất xử lý lên tới 90%, nồng độ NO3- nƣớc cao, thời gian lƣu ngắn khả hấp thu thấp mà hiệu xử lý gần nhƣ Ở thời điểm sau ngày ngày hiệu suất xử lý cỏ tốt Trái ngƣợc với hiệu xử lý NO2- cỏ Vetiver, thời điểm sau ngày hiệu xử lý NO3-của bèo tây đạt 36,98% Nhƣ trình khử nitrat xảy ra, lƣợng NO3- chuyển hóa thành NO2-, làm nồng độ NO2- tăng cao, mà thời điểm này,hiệu suất xử lý NO2- Từ biếu đổ này, ta thấy liên hệ chặt chẽ NO2-, NO3-, NH4+ gắn liền với trình nitrat hóa phản nitrat, từ ảnh hƣởng trực tiếp tới hiệu suất xử lý Hiệu xử lý NO3- toàn hệ thống tƣơng đối tốt Việc sử dụng hệ thống kết hợp cho hiệu xử lý NO3- cao so với xử lý qua hệ thống bèo tây hay cỏ Vetiver riêng lẻ 4.2.4 Đánh giá khả xử lý T-N bèo tây cỏ Vetiver Bảng 4.13 Biến động hiệu suất xử lý T-N qua lần phân tích Thời gian Bèo Cỏ HT (ngày) (%) (%) (%) 0 0 38,281 37,131 25,471 28,339 42,234 16,030 14,339 39,726 Hiệu xử lý T-N bèo tây cỏ Vetiver không ổn định Cả bèo tây cỏ Vetiver có hiệu suất xử lý giảm dần theo thời điểm lấy mẫu lần lƣợt sau ngày, sau ngày sau ngày Nguyên nhân khả hấp thu đến mức bão hòa 39 Hình 4.11 Hiệu suất xử lý T-N qua lần phân tích Hiệu xử lý T-N hệ thống khoảng 39-42%, nhƣ sử dụng hệ thống kết hợp cho hiệu xử lý T-N tốt so với sử dụng hệ thống riêng lẻ để xử lý Nồng độ T-N sau xử lý qua hệ thống có nồng độ trung bình đạt 19,287 mg/l, đạt tiêu chuẩn loại A cho nƣớc thải công nghiệp (QCVN 40/2011BTNMT-20 mg/l) 4.2.5 Đánh giá khả xử lý PO43- bèo tây cỏ Vetiver Bảng 4.14 Biến động hiệu suất xử lý PO43- qua lần phân tích Thời gian Bèo Cỏ HT (ngày) (%) (%) (%) 0 0 0 17,265 34,712 50,448 15,695 13,737 40,359 40 Hình 4.12 Hiệu suất xử lý PO43- qua lần phân tích Hiệu xử lý PO43- bèo tây cỏ Vetiver không cao không ổn định Ở lần phân tích sau ngày, cỏ Vetiver bèo tây không đạt hiệu xử lý Nguyên nhân thời gian đầu, khả hấp thụ thấp dẫn đến hiệu xử lý chƣa tốt Từ hình 4.12, ta thấy khả xử lý PO43- cỏ Vetiver tốt so với bèo tây Có thể cỏ Vetiver hấp thu PO 43- tốt so với bèo tây Hiệu suất xử lý hệ thống tốt, đạt 50,44% sau ngày 40,35% sau ngày Nhƣ hệ thống kết hợp xử lý PO43- tốt so với xử lý qua hệ riêng rẽ 4.2.6 Đánh giá khả xử lý T-P bèo tây cỏ Vetiver Bảng 4.15 Biến động hiệu suất xử lý T-P qua lần phân tích Bèo Cỏ HT (%) (%) (%) 0 0 0 17,089 32,986 50,386 27,012 20,179 41,180 Thời gian (ngày) 41 Hình 4.13 Hiệu suất xử lý T-P qua lần phân tích Ở thời điểm ngày sau chạy hệ thống, hiệu xử lý T-P bèo tây cỏ Vetiver Sau ngày, hiệu suất xử lý T-P cỏ Vetiver 32,98%, cao gấp 1,9 lần so với hiệu suất xử lý bèo tây Ở thời điểm sau ngày, hiệu suất xử lý T-P bèo tây cỏ gần nhƣ ngang Tƣơng ứng với hiệu suất xử lý sau ngày cỏ PO43- thấp hiệu suất xử lý T-P sau ngày thấp, nghĩa nồng độ T-P nƣớc cao Từ ta thấy mối liên hệ chặt chẽ nồng độ T-P PO43- nƣớc thải Nhìn chung khả xử lý T-P cỏ tốt so với bèo tây Hiệu suất xử lý T-P toàn hệ thống tốt, hiệu xử lý từ 40-50% Nhƣ vậy, việc sử dụng hệ thống kết hợp xử lý T-P cho kết tốt so với xử lý riêng rẽ qua hệ thống riêng biệt nhƣ bèo tây cỏ Vetiver Hàm lƣợng T-P có nƣớc sau xử lý qua hệ thống trung bình đạt 2,668 mg/l, đạt tiêu chuẩn loại A cho nƣớc thải công nghiệp (QCVN 40/2011BTNMT-4 mg/l) 42 4.2.7 Đánh giá hiệu xử lý COD bèo tây cỏ Vetiver Bảng 4.16 Biến động hiệu suất xử lý COD qua lần phân tích Thời gian Bèo Cỏ HT (ngày) (%) (%) (%) 0 0 13,116 10,204 28,547 37,220 52,157 15,916 21,058 41,670 Hình 4.14 Hiệu suất xử lý COD qua lần phân tích Nhìn chung hiệu xử lý COD thời điểm phân tích tƣơng đối đồng Ở thời điểm sau ngày, hiệu xử lý COD bèo tây cỏ Vetiver thấp với hiệu suất lần lƣợt 13,1% 10,2% Nguyên nhân thời gian lƣu nƣớc ngày, thời gian lƣu nƣớc tối ƣu để hệ thống xử lý tốt ngày 43 Hiệu xử lý COD Cỏ Vetiver tốt so với khả xử lý bèo tây Đồng thời, hiệu xử lý hệ thống tốt so với xử lý qua bèo xử lý qua Cỏ Vetiver Nhƣ việc sử dụng hệ thống kết hợp có hiệu lớn nhiều so với sử dụng hệ thống riêng lẻ để xử lý Hàm lƣợng COD sau xử lý có nồng độ trung bình 51,621 mg/l, đạt tiêu chuẩn loại A cho nƣớc thải công nghiệp (QCVN 40/2011-BTNMT-75 mg/l) 4.2.8 Đánh giá chung hiệu xử lý nước thải chăn nuôi lợn bèo tây cỏ Vetiver tải lượng 15 lít/ngày Ở tải lƣợng 15 lít/ngày: - Cỏ Vetiver cho hiệu xử lý tiêu tốt bèo tây - Cỏ Vetiver loại bỏ hiệu COD, T-N, N-NO2- Bèo tây loại bỏ hiệu NH4+, NO34.3 So sánh hiệu xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn bèo tây cỏ Vetiver hai tải lƣợng lít/ngày 15 lít/ngày Nhìn chung tính ổn định hệ thống chạy tải lƣợng lít/ngày tốt so với chạy hệ thống tải lƣợng 15 lít/ngày Bảng 4.17 Hiệu suất xử lý trung bình hệ thống qua tải lƣợng lít/ngày Chỉ tiêu (mg/l) 15 lít/ngày BÈO (%) CỎ (%) HT(%) BÈO(%) CỎ (%) HT(%) 26,66 16,99 39,12 65,39 0,00 58,91 NO2- 85,67 74,44 96,34 27,28 79,41 85,03 NO3- 50,84 24,49 62,88 31,28 14,82 41,47 TN 24,46 23,45 42,17 19,39 25,23 39,72 PO43- 19,67 17,63 33,83 24,10 21,42 40,36 TP 7,25 27,44 32,70 25,95 20,55 41,17 COD 41,26 31,76 59,92 23,79 23,46 41,67 NH4+ 44  Xử lý NO2- : Hiệu xử lý toàn hệ thống tải lƣợng lít/ngày đạt 96,34%, cao gấp 1,13 lần so với tải lƣợng 15 lít/ngày  Xử lý NO3- : Hiệu xử lý tải lƣợng lít/ngày đạt 62,88%, cao gấp 1,5 lần so với tải lƣợng 15 lít/ngày  Xử lý T-N: Hiệu xử lý tải lƣợng lít/ngày cao gấp 1,06 lần so với tải lƣợng 15 lít/ngày  Xử lý COD: Hiệu xử lý tải lƣợng 15 lít/ngày đạt 41,67%, thấp 1,44 lần so với hiệu xử lý tải lƣợng lít/ngày Ở tải lƣợng lít/ngày bèo tây cho hiệu suất xử lý tiêu tốt so với cỏ Vetiver Tuy nhiên, chạy hệ thống tải lƣợng 15 lít/ngày hiệu xử lý cỏ Vetiver với tiêu (T-N, NO2-) tốt so với bèo tây Nguyên nhân công nghệ dòng chảy ngầm sử dụng cỏ Vetiver để xử lý, loài thực vật có hệ thống rễ dày, vững mà chịu đƣợc tải lƣợng lớn Đồng thời hệ rễ vận chuyển oxy tốt từ cung cấp cho hoạt động vi sinh vật nhƣ cho phản ứng oxy hóa Nhƣ nói hiệu suất xử lý phụ thuộc vào khả hấp thu thực vật tải lƣợng thấp tải lƣợng cao hiệu suất phụ thuộc vào hoạt tính vi sinh vật rễ (xử lý Nitơ tốt hơn) 45 Phần KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận Với kết trình phân tích tiêu hòa tan nƣớc thải chăn nuôi lợn, có số kết luận sau: - Hiệu xử lý phụ thuộc vào tải lƣợng nƣớc thải đƣa vào xử lý đối tƣợng thực vật sử dụng để xử lý - Ở tải lƣợng lít/ngày, bèo tây có khả loại bỏ hiệu N-NH4+, NNO3-trong nƣớc thải, bèo tây loại bỏ N-NO2-ra khỏi môi trƣờng tốt - Khả loại bỏ N P bèo tây phụ thuộc vào hàm lƣợng N P có môi trƣờng thời gian lƣu nƣớc Thời gian lƣu dài lƣợng N P loại bỏ nhiều - Cỏ Vetiver có khả xử lý nƣớc thải hiệu Ở tải lƣợng 15 lít/ngày, khả loại bỏ hiệu COD, T-N, Cỏ Vetiver loại bỏ N-NO2-rất tốt 5.2 Kiến nghị Để đánh giá cách toàn diện xác khả xử lý nƣớc thải bèo tây cỏ Vetiver cần mở rộng nghiên cứu quy mô lớn Đồng thời cần kết hợp nghiên cứu, đánh giá khả xử lý nƣớc thải số loài khác nhƣ sậy, thủy trúc, ngổ dại… Trên sở xây dựng hệ thống kết hợp với loại thực vật kiểu dòng chảy khác để phát huy tối đa ƣu điểm hệ nâng cao hiệu xử lý nƣớc thải 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Phạm Ngọc Vân Anh, Phạm Hồng Đức Phƣớc, Lê Quốc Tuấn (2002), ”Cỏ Vetiver giải pháp sinh học xử lý nƣớc thải”,Tập san khoa học kỹ thuật nông lâm nghiệp số 1/2002, trang 1-4 Antoine Pouilievite, Bùi Bá Bổng (2009), Báo cáo “ Chăn nuôi Việt Nam triển vọng 2010”, ấn phẩm tổ chức PRISE Pháp Báo cáo khoa học 9/2003 Viện Hóa Học- Viện Khoa học công nghệ Việt Nam Cục bảo vệ môi trƣờng Việt Nam (2005) Tổng quan trạng đất ngập nước Việt Nam sau 15 năm thực công ước Ramsar, Hà Nội, Việt Nam, trang Phạm Văn Đức(2005), “Nghiên cứu sủ dụng bèo tây( Eichhorinia crassipes( Mart) Solms,) bèo cái( Pistia Stratiotes L) để xử lý nƣớc thải từ chế biến thuỷ sản”, trƣờng Đại học Sƣ Phạm Hà Nội, Hà Nội Hội thảo: Bãi lọc trồng xử lý nớc thải, Đề tài hợp tác nghiên cứu trƣờng ĐH Tổng hợp Linkoeping (Thuỵ Điển) Trung tâm Kỹ thuật Môi trƣờng Đô thị Khu công nghiệp (CEETIA), trƣờng ĐH Xây dựng Hà Nội Quỹ hỗ trợ SAREC, Tổ chức Phát triển Quốc tế Thuỵ Điển SIDA tài trợ từ ngày 22 – 25 tháng năm 2006 Phan Đỗ Hùng, Phạm Thị Hải Thịnh, Trần Thị Thu Lan, Báo cáo khoa học ”Xử lý đồng thời chất hữu nitơ nƣớc thải chăn nuôi lợn phƣơng pháp SBR - Ảnh hƣởng chế độ cấp nƣớc thải”, Báo cáo tổng kết đề tài Viện khoa học công nghệ Việt Nam Nguyễn Thị Loan (2007), Xử lý độc chất đất ngập nước,trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên- Đại học Quốc gia Hà Nội Phạm Thị Hƣơng Lan (2007), Bài giảng dịch tễ vệ sinh môi trƣờng chăn nuôi, Trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên 47 10 Nguyễn Đức Lƣợng – chủ biên, Nguyễn Thị Thuỳ Dƣơng (2003), Công nghệ sinh học môi trường (Tập 1), Công nghệ xử lý nƣớc thải, NXB ĐHQGTPHCM, trang 411 – 448 11 Nguyễn Xuân Nguyên, Trần Đức Hạ (2004), Chất lượng nước sông hồ bảo vệ môi trường nước, NXB Khoa học kĩ thuật, HN, trang 56 – 77 12 Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2002), giáo trình Công nghệ xử lý nước thải, Nxb Khoa học kỹ thuật, trang 17 13 Paul Trƣơng, Trần Tân Văn Elise Pinners (2007),Hướng dẫn kỹ thuật ứng dụng công nghệ cỏ Vetiver giảm nhẹ thiên tai,bảo vệ môi trường,Nxb Nông nghiệp,trang 91- 128 14 Phạm Hồng Phƣớc(2005) ,Kỹ thuật trồng ca cao Việt Nam, Nxb Nông nghiệp, Trang 109-111 15 Lâm Ngọc Thụ, Đào Văn Bảy ( 2005), “ Nghiên cứu ngưỡng chịu pH nồng độ ion NH4+ bèo tây” Tạp khoa học số năm 2005, trƣờng ĐH sƣ phạm HN, Trang 102 16 Trần Văn Tựa cộng (2007), Nghiên cứu sử dụng loài TVTS điển hình cho xử lý nước thải công nghiệp chứa kim loại nặng nước thải công nghiệp chế biến thuỷ sản, Báo cáo tổng kết đề tài Viện khoa học công nghệ Việt Nam, trang 137 Tài liệu nước 17 Aquatic Ecosystem Restoration Foundation( 2005) Aquatic Plant best Management in support of Fish and Wildlife Habitat, Second Edition, pp.46 18 Luu Thai Danh, Le Van Phong Le Viet Dung and Truong, P (2006) Wastewater treatment at a seafood processing factory in the Mekong delta, Vietnam Presented at this conference 19 Damron, B.L and Wilon, H.R( 2003) Geese for Water Hyacinth Control, Institute of food and Agricultural Sciences, University of Florida 20 Liao Xindi, Shiming Luo, Yinbao Wu and Zhisan Wang (2003) Studies on the Abilities of Vetiveria zizanioidesand Cyperus alternifoliusfor Pig Farm 48 Wastewater Treatment Proc Third International Vetiver Conference, Guangzhou, China, October 2003 21 Oliveria, Juraci Alves de, Cambria, Jose, M arco Antonio Oliva (2001), “ Cadmiumabs orption and accumulation and its effects on the relative growth of water hyacinths and salvinia’’, Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal, 2001, Vol.13, no3, p.329-341 ISSN 0103-3131 22 Pingxiang Liu, Chuntian Zheng, Yincai Lin, Fuhe Luo, Xiaoliang Lu, and Deqian Yu (2003): Dynamic State of Nutrient Contents of Vetiver Grass Proceedings 3rd International Conference on Vetiver grass (ICV3), Guangzhou, China, October 2003 23 Shome, J.N and Neogi, S.K, (2001) “ Hydrophytes in municipal waste water treatment and limatation”, 27th WEDC conference, Lusaka, Zambia 24 Tripathi, B.D, Suresh C, Shukla (1991) “ Biological Treatment of waste water by selêcted aquatic plants” Environmental Pollution, Volume 69, Issue 1, pp69-78, Elseviver Science Plublishers Ltd, England 25 United States Department of Agriculture (2002) Part 637: Evironmetal Engineering, Chapter 3: Constructed Wettlands, National Engineering Handbook 26 U.S Environmental Protection Agency (1998), Design Manual: Constructed Wetlands and Aquatic Plant Systems for Municipal Wastewater Treatment Wettlands, National Engineering Handbook 27 United States Department of Agriculture (2002) Part 637: Evironmetal Engineering, Chapter 3: Constructed Tài liệu tham khảo website 28 http://mttq.daklak.gov.vn/web/guest/-/8223372036854780640 29 http://www.gso.gov.vn/default.aspx?tabid=403&idmid=2&ItemID=14163 30 http://khoahoc.tv/khampha/sinh-vat-hoc/thuc-vat/3247_beo-tay-may-locnuoc.aspx 49 31 http://www.khoahoc.com.vn/doisong/ung dung/665_Xu_ly_nuoc_thai_bang_thuy_sinh_thuc_vat.aspx03-2k8-18.htm 32 http://www.nea.gov.vn/thongtinmt/noidung/vne_3_3_03.htm-13k 33 http://www.nea.gov.vn/tapchi/toanvan/01-2k6_09.htm-30k 34 http://news.sonadezisdv.com.vn/index.php?option=com_content&view=article&id=188:x-ly-ncthi-cha-kim-loi-nng-bng-cay-sy&catid=46:tin-tuc-va-su-kien&Itemid=121 35 http:// www.vinachem.com.vn/XBPViewContent.asp [...]... để xử lý nƣớc thải chăn nuôi có nhiều ƣu điểm và rất phù hợp với nƣớc ta Từ những lý do trên chúng tôi thực hiện đề tài Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng công nghệ dòng chảy phối hợp sử dụng bèo tây và cỏ Vetiver 1.2 Mục đích nghiên cứu Đánh giá đƣợc hiệu suất xử lý các hợp chất vô cơ của nitơ, phospho, COD trong nƣớc thải chăn nuôi lợn sau khâu xử lý vi sinh của hệ thống thực vật thủy sinhphối hợp. .. 2 Bể nổi Thủy trúc Bèo tây 1 Bèo tây 2 Cỏ Vetiver 1 Cỏ Vetiver 2 Do là đề tài khóa luận tốt nghiệp nên phạm vi nghiên cứu trong khóa luận đƣợc thu hẹp, chỉ sử dụng 2 đối tƣợng đó là bèo tây và cỏ Vetiver Khi đó nƣớc thải đầu vào của hệ thống xử lý qua bèo tây và cỏ Vetiver là nƣớc thải xử lý qua hệ thống thủy trúc 3.2 Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu Địa điểm: Viện Công nghệ môi trƣờng trực... 3.4.1 Phương pháp bố trí và vận hành thí nghiệm Sử dụng công nghệ dòng chảy mặt đối với xử lý nƣớc thải qua bèo tây và công nghệ dòng chảy ngầm đối với xử lý qua cỏ Vetiver Thí nghiệm đƣợc bố trí trong các thùng xốp với kích thƣớc (kích thƣớc trong): 45cm x 32 cm x 28cm (chiều dài x chiều rộng x chiều sâu) Hình 2.1.Bố trí hệ thống phối hợp bèo tây và cỏ Vetiver 20 * Lấy mẫu nƣớc thải ở từng giai đoạn... nhiễm cao trong nƣớc thải - Thƣờng đƣợc đặt sau hệ thống xử lý cơ học, lý hóa 9 2.2.4.Các mô hình công nghệ sử dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nước ô thải, nước ô nhiễm Công nghệ sử dụng thực vật trong xử lý nƣớc thải đƣợc gọi là “Constructed Wetland” hay còn gọi là công nghệ đất ngập nƣớc Công nghệ Wetland đƣợc áp dụng tại Mỹ và Châu Âu khoảng 100 năm nay nhƣng gần đây thì công nghệ này đã đƣợc biết... đầu vào của hệ thống đƣợc sử dụng để tính hiệu suất xử lý của bèo tây và giá trị trung bình ở bèo tây chính là giá trị đầu vào của nƣớc thải đổ vào hệ thống cỏ Vetiver Nhƣ vậy, sau 29 ngày thí nghiệm, trung bình hệ thống bèo tây và cỏ Vetiver xử lý tốt đối với NO3-,NO2- và COD (trên 50%) với các chỉ tiêu khác thì thấp hơn, đặc biệt là đối với TP và PO43- 26 4.1.1 Đánh giá hiệu quả xử lý N-NH4+ của bèo. .. nƣớc thải công nghiệp (QCVN 40/2011BTNMT-10 mg/l) 4.1.2 Đánh giá khả năng xử lý NO2- của bèo tây và cỏ Vetiver Bảng 4.3 Biến động hiệu suất xử lý NO2- qua các lần phân tích Thời gian Bèo Cỏ HT (ngày) (%) (%) (%) 0 0 0 0 7 76,916 86,069 0 13 95,140 98,183 99,740 29 95,921 97,880 99,696 Khả năng xử lý NO2- của bèo tây và cỏ Vetiver rất tốt Hiệu quả xử lý gần nhƣ triệt để Hiệu suất xử lý của bèo tây lên... chảy nƣớc thải vào chiều ngang và thẳng đứng Hệ thống dòng chảy ngầm theo dòng chảy ngang xử lý tốt chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng Tuy nhiên, khả năng xử lý các chất dinh dƣỡng lại thấp do điều kiện thiếu oxy dẫn đến không cho phép nitrat hóa amoni, từ đó khả năng xử lý nitơ bị hạn chế 2.2.4.3 .Công nghệ dòng chảy phối hợp Để nghiên cứu và ứng dụng tốt các công nghệ sử dụng thực vật thủy sinh, ngƣời... lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Thời gian nghiên cứu : Từ 11/2014 đến 5 /2015 19 3.3 Nội dung nghiên cứu - Xây dựng mô hình thí nghiệm xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn qua hệ thống thực vật thủy sinh: cỏ Vetiver, bèo tây - Thu thập mẫu ở từng giai đoạn và từng thời điểm khác nhau để tiến hành phân tích mẫu - Xác định một số chỉ tiêu hóa lýcủa nƣớc thải chăn nuôi lợn trƣớc và sau khi xử lý qua hệ thống... sinh trong xử lý nƣớc thải và nƣớc ô nhiễm đã đƣợc áp dụng rộng rãi Từ kết quả các nghiên cứu và ứng dụng trên nƣớc đã đƣa ra những ƣu điểm khi sử dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nƣớc thải nhƣ sau: - Chi phí cho toàn bộ quá trình xử lý bằng thực vật thủy sinh thấp Phù hợp với những đất nƣớc còn khó khăn về kinh tế nhƣ nƣớc ta - Quá trình công nghệ trong xử lý không phức tạp - Hiệu quả xử lý ổn định... thấp - Sử dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nƣớc thải không tiêu tốn nhiều năng lƣợng, thậm chí có trƣờng hợp không cần năng lƣợng Do đó,ứng dụng thực vật thủy sinh trong xử lý nƣớc thải ở những vùng còn khó khăn có thể thực hiện dễ dàng - Ngoài khả năng xử lý nƣớc thải, sinh khối tạo ra sau quá trình xử lý có thể ứng dụng vào nhiều mục đích khác nhau nhƣ: làm thức ăn trong chăn nuôi (bèo tây) , làm