Thiết kế mô hình nuôi và thu hoạch tảo scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn nuôi heo công suất 60m3ngày

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG TP.HCM KHOA MÔI TRƢỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MƠ HÌNH NI VÀ THU HOẠCH TẢO SCENEDESMUS KẾT HỢP VỚI XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI SAU HẦM BIOGAS SVTH : LÊ THỊ KIM LIÊN MSSV: 0450020434 GVHD: PGS.TS NGUYỄN THỊ VÂN HÀ TP.HCM, năm 2017 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG TP.HCM KHOA MÔI TRƢỜNG KỸ THUẬT MƠI TRƢỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN, THIẾT KẾ MƠ HÌNH NI VÀ THU HOẠCH TẢO SCENEDESMUS KẾT HỢP VỚI XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI SAU HẦM BIOGAS SVTH: LÊ THỊ KIM LIÊN HỘI ĐỒNG TV1 TV2 GVHD TV3 (kí, ghi rõ họ tên) (kí, ghi rõ họ tên) TP.HCM, 04/2017 Đồ án tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế mơ hình ni thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN TP.HCM, ngày 03 tháng 04 năm 2017 Kí tên Nguyễn Thị Vân Hà SVTH: Lê Thị Kim Liên GVHD: PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà i Đồ án tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế mơ hình ni thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN TP.HCM, ngày SVTH: Lê Thị Kim Liên GVHD: PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà tháng năm 2017 ii Đồ án tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế mơ hình ni thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến quý Thầy Cô Trƣờng Đại Học Tài Nguyên Và Môi Trƣờng TP.HCM, đặc biệt quý Thầy Cô Khoa Môi Trƣờng trực tiếp giảng dạy, truyền đạt cung cấp cho em kiến thức bổ ích chuyên ngành suốt thời gian em học tập trƣờng Đó tảng vững hành trang cho em chuẩn bị bƣớc vào đƣờng nghiệp em tƣơng lai Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà tận tình hƣớng dẫn giúp đỡ em suốt trình thực đồ án tốt nghiệp Việc thực đồ án tốt nghiệp giúp em vận tốt kiến thức chuyên ngành học để vận dụng vào trình thực tế sau này, tạo điều kiện đúc kết kiến thức mang đến đam mê ngành nghề sau Do thời gian có hạn kinh nghiệm thân hạn chế nên báo cáo thiếu sót Vì vậy, em kính mong nhận đƣợc góp ý, nhận xét từ quý Thầy Cơ để em bổ sung kiến thức cho thân Cuối cùng, em xin kính chúc quý Thầy Cô Trƣờng Đại Học Tài Nguyên Và Môi Trƣờng TP.HCM dồi sức khỏe, hạnh phúc thành công Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Lê Thị Kim Liên SVTH: Lê Thị Kim Liên GVHD: PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà iii Đồ án tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế mơ hình ni thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn ni sau hầm Biogas TĨM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Việc hình thành phát triển mạnh trang trai, hộ chăn nuôi nƣớc ta đem lại hiệu kinh tế cao, tăng thu nhập cho ngƣời dân Tuy nhiên, việc quản lý chất thải phát sinh từ trang trại hạn chế gây ảnh hƣởng xấu đến môi trƣờng Nƣớc thải sau hầm Biogas chƣa qua xử lý, thải bỏ trực tiếp môi trƣờng, làm ô nhiễm môi trƣờng lân cận chất lƣợng môi trƣờng ngày suy giảm Đặc trƣng quan trọng nƣớc thải phát sinh từ trang trại chăn nuôi hàm lƣợng chất hữu cơ, chất dinh dƣỡng đƣợc biểu thị qua thông số nhƣ: COD, BOD5, TN, TP, SS…những thông số nguyên nhân gây ô nhiễm môi trƣờng Đề tài “ Tính tốn, thiết kế mơ hình ni thu hoạch tảo kết hợp xử lý nước thải sau hầm Biogas” dựa đặc tính sinh trƣởng lồi tảo Scenedesmus, loại tảo sinh trƣởng tốt môi trƣờng nƣớc thải chăn ni sau hầm Biogas, từ góp phần giải vấn đề ô nhiễm môi trƣờng Nƣớc thải chăn nuôi sau hầm Biogas đƣợc đƣa đến hệ thống nuôi tảo, tảo sử dụng chất ô nhiễm nhƣ chất hữu giúp chúng sinh trƣởng phát triển Hiệu suất xử lý chất ô nhiễm tảo đạt 50 -60%, nƣớc thải đầu đạt QCVN 62-MT:2016/BTNMT Đề tài đƣa phƣơng pháp thu hoạch tảo tạo sóng nhân tạo bể ni hiệu suất thu hoạch đạt đƣợc 60% SVTH: Lê Thị Kim Liên GVHD: PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà iv Đồ án tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế mơ hình nuôi thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas ABSTRACT In Viet Nam, The formation and strong development of the household and livestock farms brings high economic efficiency, increases income for farmers However, the management of waste from these farms is limited and has an adverse impact on the environment Untreated waste water from Biogas tunnel, discharge directly to the environment, pollute the surrounding environment and deteriorate environmental quality Next, The most important feature of wastewater generated from farms is the content of organic waste, nutrients expressed by parameters such as COD, BOD5, TN, TP, SS, etc These parameters Is the cause of environmental pollution The topic of "Calculate, design a model of algae cultivation and harvesting , combine treatment wastewater from biogas tunnel" was based on the growth characteristics of Scenedesmus algae, this algae is a good growing in wastewater environment from the Biogas tunnel, thereby contributing to solving the problem of environmental pollution The wastewater from biogas tunnel are fed to algae and algae will eat these pollutants as organic substances to help them grow Pollutant treatment efficiency of algae reaches 50-60%, and effluent discharge reaches QCVN62-MT: 2016 / BTNMT The subject offers a new way of harvesting algae that creates artificial waves in the aquarium and achieves 60% efficiency SVTH: Lê Thị Kim Liên GVHD: PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà v Đồ án tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế mơ hình ni thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN i NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN ii LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv ABSTRACT v MỤC LỤC vi DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH .x DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xi MỞ ĐẦU 1 ĐẶT VẤN ĐỀ .1 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ĐỐI TƢỢNG THỰC HIỆN GIỚI HẠN PHẠM VI NỘI DUNG THỰC HIỆN PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI .3 CHƢƠNG NUÔI VÀ THU HOẠCH TẢO 1.1 Giới thiệu vi tảo Scenedesmus trình nuôi tảo 1.1.1 Giới thiệu chung tảo vi tảo 1.1.1.1 Khái quát vi tảo Scenedesmus 1.1.1.2 Hình thái đặc điểm sinh học vi tảo Scenedesmus 1.1.2 Thành phần hóa học 1.1.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến sinh trƣởng phát triển tảo 10 1.1.4 Các ứng dụng tảo 13 SVTH: Lê Thị Kim Liên GVHD: PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà vi Đồ án tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế mơ hình ni thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas 1.2 Các phƣơng pháp nuôi thu hoạch tảo 15 1.2.1 Các phƣơng pháp nuôi tảo 15 1.2.2 Tách sinh khối tảo .16 1.2.2.1 Phƣơng pháp ly tâm .16 1.2.2.2 Phƣơng pháp lọc 17 1.2.2.3 Phƣơng pháp tạo 17 1.3 Các nghiên cứu liên quan nƣớc .18 1.3.1 Các nghiên cứu nuôi tảo .18 1.3.1.1 Trên giới 18 1.3.1.2 Tại Việt Nam 20 1.3.2 Các nghiên cứu thu hoạch tảo .24 CHƢƠNG PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ 25 2.1 Đặc tính nƣớc thải sau hầm Biogas 25 2.2 Mục tiêu thiết kế mơ hình 28 2.3 Tiêu chí lựa chọn cơng nghệ 28 2.4 So sánh công nghệ lựa chọn phƣơng án 29 2.5 Cơ sở thiết kế 33 CHƢƠNG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH NI VÀ THU HOẠCH TẢO SCENEDESMUS 34 3.1 Thông số thiết kế 34 3.2 Tính tốn, thiết kế cơng trình đơn vị 34 3.2.1 Bể điều hòa 34 3.2.2 Mơ hình ni thu hoạch tảo 41 3.2.3 Hồ sinh học .49 CHƢƠNG KHAI TỐN KINH PHÍ VÀ VẬN HÀNH MƠ HÌNH 51 SVTH: Lê Thị Kim Liên GVHD: PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà vii Đồ án tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế mơ hình ni thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn ni sau hầm Biogas 4.1 Khai tốn kinh phí 51 4.1.1 Chi phí xây dựng .51 4.1.1.1 Chi phí vật liệu bê tông cốt thép 51 4.1.1.2 Chi phí nhân cơng xây dựng 52 4.1.2 Chi phí vận hành .53 4.1.2.1 Chi phí điện 54 4.1.2.2 Chi phí vận hành cho việc ni tảo .54 4.2 Vận hành mơ hình 55 4.2.1 Khởi động hệ thống 55 4.2.3 An toàn lao động vận hành 55 4.2.4 Các rủi ro vận hành cách khắc phục .56 4.2.5 Duy trì bảo dƣỡng .56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 PHỤ LỤC .60 SVTH: Lê Thị Kim Liên GVHD: PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà viii Đồ án tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế mơ hình ni thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas Bảng PL1: Tốc độ tăng trƣởng sinh học vi tảo Scenedesmus mơi trƣờng thí nghiệm Ngày Dinh dƣỡng Nƣớc thải 50% Nƣớc thải 75% 40.000 270.000 90.000 40.000 90.000 80.000 330.000 30.000 80.000 30.000 -10.000 40.000 420.000 -10.000 30.000 150.000 120.000 300.000 1.120.000 520.000 210.000 610.000 100.000 310.000 10.000 190.000 10 670.000 230.000 11 790.000 -10.000 -40.000 12 120.000 -450.000 -50.000 13 120.000 580.000 80.000 14 920.000 580.00 670.000 15 -160.000 -360.000 -190.000 SVTH: Lê Thị Kim Liên GVHD: PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà 64 Đồ án tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế mơ hình ni thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas SVTH: Lê Thị Kim Liên GVHD: PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà 65 Đồ án tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế mơ hình ni thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas SVTH: Lê Thị Kim Liên GVHD: PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà 65 Đồ án tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế mơ hình ni thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas SVTH: Lê Thị Kim Liên GVHD: PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà 66 Đồ án tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế mơ hình ni thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas SVTH: Lê Thị Kim Liên GVHD: PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà 67 Đồ án tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế mơ hình ni thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas SVTH: Lê Thị Kim Liên GVHD: PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà 68 Đồ án tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế mơ hình ni thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas SVTH: Lê Thị Kim Liên GVHD: PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà 69 Đồ án tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế mơ hình ni thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas SVTH: Lê Thị Kim Liên GVHD: PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà 70 Đồ án tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế mơ hình ni thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas SVTH: Lê Thị Kim Liên GVHD: PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà 71 Đồ án tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế mơ hình ni thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas SVTH: Lê Thị Kim Liên GVHD: PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà 72 Đồ án tốt nghiệp Tính tốn, thiết kế mơ hình ni thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas SVTH: Lê Thị Kim Liên GVHD: PGS.TS Nguyễn Thị Vân Hà 73 ... chăn nuôi heo Tổng quan vi tảo scenedesmus Tổng quan phƣơng pháp xử lý nƣớc thải chăn ni Nội dung 2: Tính tốn, thiết kế mơ hình nuôi thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với việc xử lý nƣớc thải chăn. .. mơ hình ni thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas CHƢƠNG NUÔI VÀ THU HOẠCH TẢO 1.1 Giới thiệu vi tảo Scenedesmus q trình ni tảo 1.1.1 Giới thiệu chung tảo. .. Tính tốn, thiết kế mơ hình ni thu hoạch tảo Scenedesmus kết hợp với xử lý nước thải chăn nuôi sau hầm Biogas 1.2 Các phƣơng pháp nuôi thu hoạch tảo 15 1.2.1 Các phƣơng pháp nuôi tảo