XỬ LÝ ĐỒNG THỜI HỮU CƠ VÀ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SBR: ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẤP NƯỚC THẢI Phan Đỗ Hùng*, Phạm Thị Hải Thịnh, Trần Thị Thu Lan Viện Công nghệ môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội * Tác giả liên hệ: ĐT: 0912 043 387; email: phdhung2000@yahoo.com TÓM TẮT Hiệu xử lý đồng thời hữu nitơ nước thải chăn nuôi lợn trình bùn hoạt tính theo mẻ (Sequencing Batch Reactor - SBR) hai chu trình thiếu - hiếu khí cấp nước hai lần nghiên cứu Nước thải chăn nuôi lợn qua xử lý sơ hầm biogas cấp thành hai lần vào giai đoạn thiếu khí với ba tỉ lệ cấp nước (tỉ lệ lượng nước thải cấp lần thứ tổng lượng nước thải xử lý mẻ) khác 1/2, 2/3 3/4 Ảnh hưởng tỉ lệ đến hiệu xử lý COD, amoni T-N xác định thực nghiệm so sánh với kết trường hợp cấp nước lần Hiệu suất xử lý T-N lý thuyết thành lập so sánh với hiệu suất thực nghiệm Kết nghiên cứu rằng, với trình SBR hai chu trình thiếu – hiếu khí, cấp nước hai lần giải pháp để nâng cao hiệu xử lý T-N trình Thực nghiệm cho thấy, tăng tỉ lệ cấp nước, lúc đầu hiệu suất xử lý T-N tăng, nhiên đến giới hạn định hiệu suất xử lý T-N giảm trở lại Hiệu suất xử lý T-N ba tỉ lệ cấp nước nghiên cứu cao, tỉ lệ 2/3 đạt cao nhất, khoảng 85 – 90 % Hiệu suất xử lý T-N thực nghiệm tỉ lệ cấp nước thấp 1/2 2/3 phù hợp với hiệu suất lý thuyết Hiệu suất xử lý COD chế độ cấp nước hai lần cao, 85 – 90% tỉ lệ cấp nước 2/3, xấp xỉ với trường hợp cấp nước lần Các thông số tải trọng COD tải trọng T-N trình đạt cao, tương ứng 0,6 ± 0,3 kg-COD/(m3ngày) 0,16 ± 0,06 kgN/(m3ngày) Từ khóa: Chế độ cấp nước, Nước thải chăn nuôi lợn, SBR, Xử lý đồng thời hữu nitơ MỞ ĐẦU Với định hướng phát triển chăn nuôi tập trung, chăn nuôi lợn qui mô trang trại công nghiệp phát triển nhanh Việt Nam năm gần Số lượng trang trại giai đoạn 2001 - 2008 tăng 50 %, năm 2009 - 2010 tăng 13,2 % (Cục chăn nuôi, 2011) Hiện nước có khoảng 8.500 trang trại chăn nuôi lợn tập trung, cung cấp khoảng 45 % sản lượng thịt lợn (Cục chăn nuôi, 2011) Quy mô đàn lợn nước năm 2012 khoảng 26,5 triệu (Cục thống kê, 2012), so với tổng quỹ đất đai dân số số lớn Chăn nuôi lợn tập trung qui mô lớn điều kiện diện tích trang trại hạn hẹp gần với khu dân cư dẫn đến lượng lớn chất thải chứa nhiều phân nước tiểu thải không gian hạn chế, gây tác động môi trường tiêu cực đến khu vực trang trại xung quanh Ở Việt Nam, nước thải chăn nuôi lợn chủ yếu xử lí sơ bể/hồ biogas và/hoặc hồ sinh học Xả thải nước thải chăn nuôi lợn xử lí sơ qua bể/hồ biogas chứa nhiều chất hữu nitơ trực tiếp vào nguồn tiếp nhận gây ô nhiễm môi trường tượng phú dưỡng cho thủy vực, không mong muốn Các công nghệ áp dụng xử lý nước thải chăn nuôi nước ta nhìn chung xử lý phần chất hữu cơ, thành phần dinh dưỡng nitơ photpho gần chưa xử lý Quá trình SBR (Sequencing Batch Reactor) trình bùn hoạt tính thực theo mẻ, giai đoạn phản ứng lắng thực thiết bị Với thay đổi chế độ sục khí với chu trình sục khí – ngừng sục khí luân phiên thực nhiều chu trình hiếu - thiếu khí nối tiếp luân phiên bể phản ứng SBR Nhờ vậy, trình xử lý đồng thời hữu nitơ Các nghiên cứu trước (Chang Won Kim et al., 2000; Bortone G et al., 1992; Song Yan et al., 2004) cho thấy trình SBR có hiệu xử lý hữu nitơ cao nước thải chăn nuôi lợn Với mục đích nghiên cứu phát triển công nghệ xử lý hiệu đồng thời hữu chất dinh dưỡng nước thải ngành chăn nuôi lợn, nghiên cứu trước (Phạm Thị Hải Thịnh đồng tác giả, 2012), nghiên cứu ảnh hưởng số điều kiện vận hành tỷ lệ COD/T-N (tỉ lệ nhu cầu oxy hóa học tổng nitơ) chế độ sục khí đến hiệu xử lý COD T-N trình SBR nước thải chăn nuôi qua xử lý kỵ khí Với chế độ hai chu trình thiếu - hiếu khí thích hợp, hiệu xử lý COD T-N đạt cao, tương ứng khoảng 90 % 80 – 85 % Tuy nhiên nồng độ T-N nước thải chăn nuôi lợn cao thay đổi trong khoảng rộng, nghiên cứu nâng cao hiệu xử lý nitơ trình nhằm đáp ứng cách ổn định quy chuẩn xả thải cần thiết Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng tỉ lệ cấp nước thải đến hiệu xử lý trình SBR hai chu trình thiếu - hiếu khí cấp nước hai lần nghiên cứu so sánh với chế độ cấp nước lần Hiệu suất xử lý T-N lý thuyết trình thiết lập so sánh với hiệu suất xử lý thực nghiệm HIỆU SUẤT XỬ LÝ T-N LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH SBR HAI CHU TRÌNH THIẾU – HIẾU KHÍ CẤP NƯỚC HAI LẦN Trong nghiên cứu trình SBR thực theo hai chu trình thiếu – hiếu khí nước thải cấp làm hai lần vào khoảng thời gian đầu giai đoạn thiếu khí Hình Bảng Cấp nước thải lần hai vào giai đoạn thiếu khí thứ hai nhằm tận dụng chất hữu có sẵn nước thải để thực trình khử nitrat/nitrit sản phẩm giai đoạn hiếu khí thứ nhất, từ nâng cao hiệu suất xử lý T-N trình Quan hệ hiệu suất xử lý T-N lý thuyết trình SBR hai chu trình thiếu – hiếu khí cấp nước hai lần tỉ lệ cấp nước thành lập dựa phương trình cân vật chất trình với giả thiết sau: (a) Đủ chất hữu cho trình nitrit/nitrat hóa giai đoạn thiếu khí (ngừng sục khí), trình khử nitrat/nitrit giai đoạn thiếu khí xảy hoàn toàn; (b) Toàn lượng nitơ sau xử lý hiếu khí tồn dạng nitrit và/hoặc nitrat, tức toàn lượng nitơ hữu chuyển thành dạng vô trình nitrit/nitrat hóa (chuyển hóa amoni thành nitrit và/hoặc nitrat) xảy hoàn toàn; (c) Lượng nitơ chuyển hóa vào tế bào vi sinh vật không đáng kể so với lượng chuyển hóa thành khí nitơ; (d) Có thể bỏ qua lượng nitrit/nitrat bị khử giai đoạn lắng xả; (e) Nồng độ nitrit nitrat đầu vào không đáng kể Từ giả thiết trên, suy lượng nitơ chuyển hóa thành khí nitơ (N2) giai đoạn thiếu khí thứ lượng T-N lại bể phản ứng sau xả nước thải xử lý mẻ xử lý trước đó, tức nVC N2, nVC Cấp nước lần (1-a)V, Co N2, aVCo Cấp nước lần aV, Co nV, C Giai đoạn thiếu khí Giai đoạn thiếu khí Giai đoạn hiếu khí Chu trình thiếu – hiếu khí Tháo Giai đoạn hiếu khí V, C nV, C Lắng, xả Chu trình thiếu – hiếu khí Hình Sơ đồ vận hành cân vật chất trình SBR hai chu trình thiếu – hiếu khí cấp nước hai lần a: tỉ lệ cấp nước (tỉ lệ lượng nước thải cấp vào lần tổng lượng nước thải xử lý mẻ); V: lượng nước thải xử lý mẻ; Co C: nồng độ T-N nước thải đầu vào đầu ra; n: tỉ lệ lưu nước (tỉ lệ lượng nước lại bể SBR sau xả nước thải xử lý lượng nước thải xử lý mẻ); nV lượng nước thải lại bể SBR sau xả nước thải xử lý Theo giả thiết (b), toàn lượng T-N nước thải cấp lần mang vào (aVCo) chuyển hóa thành nitrit và/hoặc nitrat sau giai đoạn hiếu khí thứ Và theo giả thiết (a), toàn lượng chuyển hóa thành N2 sau giai đoạn thiếu khí thứ hai Phương trình cân vật chất thành phần T-N cho mẻ xử lý sau: Lượng T-N vào Lượng T-N = Lượng nitơ (nitrit/nitrat) chuyển hóa thành N2; hay: (1) hay (2) Trong phương trình (1), aVCo (1 - a)VCo lượng T-N nước thải mang vào lần cấp; VC lượng T-N nước thải mang ra; nVC aVCo, giải thích trên, lượng nitơ chuyển hóa thành khí nitơ hai giai đoạn thiếu khí Từ (2) ta nhận phương trình hiệu suất xử lý T-N () sau: (3) Từ (3) thấy rằng, giả thiết nêu thỏa mãn hiệu suất xử lý T-N cao a và/hoặc n lớn Tuy nhiên, thực tế a lớn giá trị lượng nước thải cấp lần hai nhỏ, không cung cấp đủ chất hữu cho giai đoạn thiếu khí thứ hai Vì hiệu suất xử lý T-N giảm Như vậy, để đạt hiệu xử lý T-N cao nhất, tối ưu hóa tỉ lệ cấp nước cần thiết Bằng phương pháp tương tự ta xác định hiệu suất xử lý T-N lý thuyết trường hợp cấp nước lần giai đoạn thiếu khí thứ sau: (4) Từ (3) (4) thấy rằng, theo lý thuyết, cấp nước hai lần vào giai đoạn thiếu khí với tỉ lệ thích hợp cho hiệu suất xử lý T-N lớn so với trường hợp cấp nước lần từ đầu NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Bảng Thành phần nước thải chăn nuôi lợn nghiên cứu Nước thải Nước thải sử dụng nghiên cứu nước thải chăn nuôi lợn qua xử lý kỵ khí hầm biogas có đặc trưng Bảng Nước thải có nồng độ chất hữu nitơ cao Thông số pH CODCr (mg/L) Khoảng dao động 6,8 – 7,4 850 – 1400 Hệ thiết bị SBR phòng thí nghiệm + N-NH4 (mg/L) 190 – 390 Các nghiên cứu thực hệ thiết bị SBR có dung tích hữu ích T-N (mg/L) 200 – 410 20 L nghiên cứu trước (Phạm Thị Hải Thịnh đồng tác giả, 2012) Không khí sục vào hệ SBR giai đoạn hiếu khí T-P (mg/L) 25 – 66 với tốc độ 10 L/phút Bơm cấp nước thải, bơm hút nước sau xử lí bơm định lượng điều chỉnh lưu lượng Chế độ hoạt động (thời gian hoạt động, dừng) bơm, máy thổi khí mô tơ khuấy cài đặt, thay đổi điều khiển tự động Các thông số pH, ORP (thế oxy hóa khử), DO (nồng độ oxy hòa tan) thị bảng điều khiển kết nối với máy tính Trong trình thí nghiệm, nồng độ bùn (MLSS) trì khoảng 4000 – 5000 mg/l; pH khoảng 7,0 – 8,5; DO khoảng – mg/l (trong lúc sục khí); tỷ lệ COD/T-N > 3, trung bình 3,75; thời gian lưu ngày Các chế độ thí nghiệm Bảng Các chế độ vận hành Thời gian mẻ, Chu trình thiếu – hiếu khí Các giai đoạn Tỉ lệ cấp nước a = 1/2 a = 2/3 a = 3/4 Chu trình thiếu – hiếu khí 10 A1 O1 A2 O2 A, F A, F A, F O O O A, F A, F A, F O O O 11 12 Lắng, xả S S S D D D A: Thiếu khí (Anoxic, giai đoạn không sục khí); O: Hiếu khí (Oxic, giai đoạn sục khí); S: Lắng (Settling); D: Xả (Decanting), F: Cấp nước thải (Feeding, 30 phút giai đoạn thiếu khí); a: Tỷ lệ cấp nước (tỉ lệ lượng nước thải cấp vào lần tổng lượng nước thải xử lý mẻ) Các nghiên cứu tiến hành với hai chu trình thiếu – hiếu khí trình bày Bảng Thời gian giai đoạn thiếu khí thứ thứ hai tương ứng h h Các giai đoạn hiếu khí thực h Trong mẻ xử lý 12 h, nước thải cấp hai lần, lần 30 phút vào thời gian đầu giai đoạn thiếu khí Tổng lượng nước thải cấp rút mẻ xử lý lít lượng nước thải lại bể SBR sau mẻ xử lý 15 lít (nghĩa n = 3) Tỉ lệ cấp nước a (tỉ lệ lượng nước thải cấp lần thứ tổng lượng nước thải cấp cho mẻ) thay đổi với ba chế độ 1/2, 2/3 3/4 Thời gian lắng xả cuối mẻ xử lý h Phương pháp phân tích COD xác định phương pháp chuẩn độ đicromat kali theo TCVN 6491:1999, sử dụng thiết bị phản ứng + Thermoreactor TR 320 (Merck, Đức) N-NH4 xác định phương pháp Phenat, theo Standard Methods 1995 N-NO3 xác định phương pháp trắc phổ dùng axit sunfosalixylic, theo TCVN 6180:1996 N-NO2- xác định phương pháp trắc phổ hấp thụ phân tử theo TCVN 6178:1996 T-P xác định theo phương pháp so màu axit ascorbic, theo standard Method 1995 T-N xác định máy phân tích TOC-N (model TNM-1, Shimadzu, Nhật Bản) phương pháp đốt hợp chất nitơ thành NO 7200C có xúc tác phát detectơ quang hóa KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Ảnh hưởng tỷ lệ cấp nước đến hiệu suất xử lý COD Kết Hình cho thấy, hiệu suất xử lý COD ba tỉ lệ cấp nước nghiên cứu cao Tuy nhiên hiệu suất tỉ lệ cấp nước a = 1/2 nhiều thấp ổn định tỉ lệ cấp nước a = 2/3 3/4 (80 – 90 % so với 85 – 90 %) Khi tỉ lệ a tăng lên, tức lượng nước cấp lần hai giảm đi, tải trọng COD cho chu trình thiếu - hiếu khí thứ hai giảm đi, dẫn đến hiệu xử lý COD chu trình thiếu - hiếu khí thứ hai triệt để Điều dẫn tới hiệu suất xử lý COD tăng lên tăng tỉ lệ a kết nhận Trong nghiên cứu trước (Phạm Thị Hải Thịnh đồng tác giả, 2012), hiệu suất xử lý COD trường hợp cấp nước lần (chỉ cấp nước lần vào đầu giai đoạn thiếu khí thứ nhất) đạt 90 – 93 % Như vây, hiệu suất xử lý COD trường cấp nước hai lần có phần thấp so với trường hợp cấp nước lần Kết hệ lý nêu a = 1/2 a = 2/3 a = 3/4 Hình Ảnh hưởng tỷ lệ cấp nước đến hiệu suất xử lý COD Ảnh hưởng tỷ lệ cấp nước đến hiệu xử lý nitơ Hiệu xử lý amoni Hiệu xử lý nitơ amoni (N-NH4+) tỉ lệ cấp nước khác thể Hình Kết cho thấy với N-NH4+ vào dao động khoảng 190 – 390 mg/l, hiệu suất chuyển hóa amoni gần hoàn toàn, xấp xỉ 100 % cho ba trường hợp, nồng độ NNH4+ nước xử lý hầu hết đạt mg/l Kết chứng tỏ thời gian giai đoạn hiếu khí đủ để đảm bảo hầu hết toàn lượng N-NH4+ có nước thải nitrit/nitrat hóa Hiệu khử nitrat/nitrit Nếu trình khử nitrat/nitrit giai đoạn thiếu khí xảy không triệt để, nitơ tích tụ lại hệ dạng nitrit và/hoặc nitrat (sản phẩm trình chuyển hóa amoni nitơ hữu giai đoạn hiếu khí) Tuy nhiên kết Hình cho thấy, nồng độ nitơ amoni T-N đầu vào tương ứng khoảng 190 – 390 mg/l 200 – 410 mg/l tổng nồng độ nitơ nitrit nitrat nước thải đầu khoảng 15 – 55 mg/l Kết chứng tỏ trình khử nitrat/nitrit giai đoạn thiếu khí xảy hoàn toàn So sánh ba chế độ cấp nước, ta thấy tổng nồng độ nitơ nitrit nitrat trường hợp a = 1/2 lớn so với hai trường hợp lại Cần lưu ý rằng, lượng amoni nitơ hữu nước thải cấp lần hai mang vào chuyển hóa thành nitrit và/hoặc nitrat giai đoạn hiếu khí thứ hai tích tụ lại hệ a = 1/2 a = 2/3 a = 3/4 + + Hình N-NH4 vào, hiệu suất xử lý N-NH4 tỉ lệ cấp nước khác a = 1/2 a = 2/3 - a = 3/4 - Hình Nồng độ N-NO2 N-NO3 đầu tỉ lệ cấp nước khác dạng không chuyển hóa tiếp Do lượng nước thải cấp lần hai tăng (tức a nhỏ) khả tích tụ nitrit/nitrat hệ tăng Đó lý tổng nồng độ nitơ nitrit nitrat nước thải sau xử lý trường hợp a = 1/2 cao trường hợp Hiệu xử lý T-N Mục đích cấp nước hai lần tận dụng chất hữu có sẵn nước thải để cung cấp cho trình khử nitrat/nitrit giai đoạn thiếu khí thứ hai, nhằm nâng cao hiệu trình Vì vậy, cấp nước hai lần nâng cao hiệu xử lý T-N toàn trình a = 1/2 Hiệu xử lý T-N tỷ lệ cấp nước khác điều kiện a = 2/3 a = 3/4 tải trọng COD 0,6 ± 0,2 kg-COD/(m3ngày), tải trọng T-N tính theo thể tích 0,16 ± 0,05 kg-N/(m ngày) tính theo bùn 0,03 ± 0,01 kgN/(kg-MLSSngày) thể Hình Kết nghiên cứu cho thấy, hiệu suất xử lý T-N ba chế độ cao, đạt cao chế độ a = 2/3, khoảng 85 – 90% Nếu tính riêng tổng nitơ Kjeldahl (TKN), hiệu suất xử lý đạt khoảng 95 – 99% Như trình bày phần trên, hiệu suất xử lý T-N, theo lý thuyết, tăng tăng tỉ lệ cấp nước a Tuy nhiên, thực tế a tăng đến giới hạn đó, lượng nước cấp lần hai trở nên nhỏ, không cung cấp đủ chất hữu cho trình thiếu khí Hiệu suất lý thuyết (n = 3) thứ hai, trình khử nitrat/nitrit giai đoạn xảy triệt để, dẫn đến hiệu xử lý T-N giảm Kết thực nghiệm nhận có xu hướng này, hiệu suất xử lý T-N tăng tăng a từ 1/2 lên 2/3, sau giảm tăng a lên 3/4 Kết Hình cho thấy hiệu suất thực nghiệm trường hợp Hình Hiệu xử lý T-N tỉ lệ cấp nước a = 1/2 2/3 tương đồng với hiệu suất lý thuyết (82 – 88 % so khác với 87,5 % trường hợp a = 1/2; 85 – 90 % so với 91,7 % trường hợp a = 2/3) Tuy nhiên, sai khác tăng lên tăng a lên 3/4 (84 – 88 % so với 93,7 %) Kết lần cho thấy a lớn, khác biệt hiệu suất thực tế lý thuyết lớn So sánh kết nghiên cứu với nghiên cứu trước (Phạm Thị Hải Thịnh đồng tác giả, 2012), thấy chế độ cấp nước hai lần cho hiệu xử lý T-N cao ổn định so với chế độ cấp nước lần mẻ (Bảng 3) Một số kết nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi lợn trình SBR tương tự tổng hợp Bảng Trong nghiên cứu này, nghiên cứu Zhang đồng tác giả (2006) cho hiệu xử lý cao cả, COD T-N; tải trọng COD T-N đạt cao Nước thải nghiên cứu có COD tỉ lệ COD/T-N cao tác giả đưa thêm giai đoạn kỵ khí vào trước giai đoạn thiếu khí/hiếu khí, nâng cao tải trọng xử lý COD Mặt khác tác giả thực nghiệm thời gian lưu tương đối lớn, tỉ lệ COD/T-N (7,5) tỉ lệ lưu nước (n = 9) cao, nâng cao hiệu suất xử lý T-N (trong trường hợp hiệu suất lý thuyết 96,7 %) Nghiên cứu thực tỉ lệ lưu nước thấp (n = 3, hiệu suất lý thuyết 91,7 %), có lẽ yếu tố làm cho hiệu xử lý T-N chưa cao nghiên cứu So sánh với kết nghiên cứu tác giả lại, kết nghiên cứu có phần nhỉnh hiệu suất tải trọng xử lý Bảng Tổng hợp số kết nghiên cứu Điều kiện thí nghiệm Tác giả Bortone G (1992) Chang Won Kim (2000) ZhiJian Zhang (2006) Jiang Cheng (2011) Mohammad N (2011) Nghiên cứu trước (cấp nước lần) (Phạm Thị Hải Thịnh, 2012) Nghiên cứu (a =2/3) Thời gian Tải trọng (kg/(m ngày)) lưu (ngày) COD T-N 10 0,37 0,13 1,0 0,2 Hiệu xử lý (%) COD (TOC) N-NH4 ~ 93 57 - 87 91 - 95 (88 – 93) - + T-N (TKN) 3,3 2,1 0,28 96,3 100 97,5 0,23 0,095 57 92 (91) 4,7 0,42 0,36 80,3 - 61 0,7 ± 0,2 0,18 ± 0,05 90 - 93 97 - 100 80 - 85 0,6 ± 0,2 0,16 ± 0,05 85 - 90 ~ 100 85 – 90 (95 – 99) Ghi SBR cấp nước lần SBR cấp nước lần SBR cấp nước hai lần, a = 2/3, n = 9; qui trình vận hành: Kỵ khí – thiếu khí/hiếu khí – kỵ khí – thiếu khí/hiếu khí Sục khí luân phiên cấp nước liên tục SBR cấp nước lần SBR cấp nước lần SBR cấp nước hai lần, a = 2/3, n = KẾT LUẬN Với trình SBR hai chu trình thiếu – hiếu khí, cấp nước hai lần giải pháp để nâng cao hiệu xử lý T-N trình Thực nghiệm cho thấy, tăng tỉ lệ cấp nước (tỉ lệ lượng nước thải cấp lần thứ tổng lượng nước thải xử lý mẻ), lúc đầu hiệu suất xử lý T-N tăng, nhiên đến giới hạn định hiệu suất xử lý T-N giảm trở lại Hiệu suất xử lý T-N ba tỉ lệ cấp nước nghiên cứu cao, tỉ lệ 2/3 đạt cao nhất, khoảng 85 – 90 % Hiệu suất xử lý T-N thực nghiệm tỉ lệ cấp nước thấp 1/2 2/3 phù hợp với hiệu suất lý thuyết Hiệu suất xử lý COD chế độ cấp nước hai lần cao, 85 – 90% tỉ lệ cấp nước 2/3, xấp xỉ với trường hợp cấp nước lần Các thông số liên quan đến tốc độ trình tải trọng COD tải trọng T-N đạt cao, tương ứng 3 0,6 ± 0,2 kg-COD/(m ngày) 0,16 ± 0,05 kg-N/(m ngày) Lời cảm ơn Công trình hoàn thành với hỗ trợ kinh phí đề tài cấp nhà nước KC.08.04/11-15 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bortone G., Gemelli S., Rambaldi A and Tilche A (1992) Nitrification, Denitrification and Biological Phosphate Removal in Sequencing Batch Reactors Treating Piggery Wastewater Wat Sci Tech 26(5-6): 977-985 Chang Won Kim, Myung –Won Choi, Ji-Yeon Ha (2000) Optimazation of operating mode for sequecing batch reactor (SBR) treating nd piggery wastewater with high nitrogen, Int Sym on SBR Technology IWA, 10 – 12, July, France, Cục chăn nuôi (2011) Báo cáo đánh giá sản xuất chăn nuôi năm 2011 định hướng tái cấu ngành chăn nuôi giai đoạn 2012 – 2020 Cục chăn nuôi (2011) Báo cáo bảo vệ môi trường hoạt động chăn nuôi giai đoạn 2005 – 2010 định hướng đến năm 2020 Cục thống kê (2012) Tình hình kinh tế xã hội Jiayang Cheng, Bin Liu (2011) Nitrification/Denitrification in Intermittent Aeration Process for Swine Wastewater Treatment Journal of Environment Engineering 127(8): 705-711 N Mohammad, J Keum, Md J Alam (2011) Treatment of Swine Wastewater Using Sequencing Batch reactor Engineering in Agriculture Environment and Food 4(2): 47 – 53 Phạm Thị Hải Thịnh, Phan Đỗ Hùng, Trần Thị Thu Lan (2012) Xử lí đồng thời hữu nitơ nước thải chăn nuôi lợn phương pháp SBR: Ảnh hưởng chế độ vận hành tỉ lệ cacbon hữu nitơ, Tạp chí Khoa học Công nghệ 50(2B): 153 – 161 Song Yan, Filali-Meknassi Y., Tyagi R D and Surampalli R Y (2004) Recent Advances in Wastewater Treatment in Requencing Batch Reactor Advances in Water and Wastewater Treatment American Society of Civil Engrineers 148-177 ZhiJian Zhang, Jun Zhu, Jennifer King, WenHong Li (2006) A Two-step Fed SBR for Treating Swine manure Process Biochemistry, 41: 892-900 SIMULTANEOUS ORGANIC AND NITROGEN REMOVAL FROM PIGGERY WASTEWATER BY SBR PROCESS: EFFECTS OF FEEDING MODE * Phan Đo Hung , Pham Thi Hai Thinh, Tran Thi Thu Lan Institute of Environmental Technology, VAST, 18 Hoang Quoc Viet road, Cau Giay district, Hà Nội * Author for corresspondence: Tel: +84-0912 043 387; email: phdhung2000@yahoo.com SUMMARY Simultaneous removal of organic and nitrogen matters from piggery wastewater by Sequencing Batch Reactor (SBR) process integrated with double anoxic – oxic cycles and two-step feeding was investigated Anaerobically digested piggery wastewater was fed stepwise into the reactor during the anoxic stages with three different feeding ratios (ratio of wastewater volume of the first feeding to the total feeding volume in each batch) of 1/2, 2/3 and 3/4 Effects of these ratios on removal of chemical oxygen demand (COD), ammonium and total nitrogen (T-N) were experimentally determined and compared with those obtained in the case of single feeding mode Theoretical T-N removal efficiencies were also described and compared with the experimental ones The results indicated that step feeding is a means for enhancing T-N removal It was also shown that when increasing the feeding ratio, T-N removal efficiency increased in the first instance, however then decreased when the ratio reaching a given value Experimental T-N removal efficiencies at three investigated feeding ratios were rather high, in which the highest was obtained at the ratio of 2/3, in the range of 85 – 90 % The experimental T-N removal efficiencies at the low feeding ratios of 1/2 and 2/3 were in the same level with the theoretical ones COD removal efficiencies in two-step feeding mode were also rather high, 85 – 90 % at the ratio of 2/3, close to that obtained in the single feeding mode High values of COD and T-N loads were also achieved, 0.6 ± 0.3 kg-CODm-3day-1 and 0.16 ± 0.06 kg-Nm-3day-1, respectively Keywords: Piggery wastewater, SBR, Simultaneous organic and nitrogen removal, Step feeding