Nghiên cứu sử dụng nước thải sinh hoạt và nước thải chăn nuôi để tạo màng tảo bám trên các vật liệu khác nhau (hạt nhựa, đất sét nung, xơ dừa, sỏi và đá cuội) và ứng dụng loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải. Nghiên cứu được thực hiện bằng thử nghiệm quy mô nhỏ qua hai pha tạo màng và xử lý nước thải. Kết quả cho thấy tảo bám bổ sung phát triển trên vật liệu lọc dạng hạt nhựa nhanh nhất, sau đó đến đất sét nung, xơ dừa và cuối cùng là sỏi và đá cuội, trong đó mật độ đạt đến 12-23×106 TB/cm2 vào ngày thứ 9-12.
Vietnam J Agri Sci 2019, Vol 17, No 10: 826-834 Tạp chí Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam 2019, 17(10): 826-834 www.vnua.edu.vn XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT VÀ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI BẰNG TẢO BÁM TRÊN VẬT LIỆU LỌC Nguyễn Thị Thu Hà1*, Hồ Thị Thúy Hằng1, Đỗ Phương Chi2, Đinh Tiến Dũng2, Trịnh Quang Huy1 Khoa Môi trường, Học viện Nông nghiệp Việt Nam Trung tâm Phân tích Chuyển giao Cơng nghệ Mơi trường, Viện Mơi trường Nông nghiệp * Tác giả liên hệ: tqhuy@vnua.edu.vn Ngày chấp nhận đăng: 30.12.2019 Ngày nhận bài: 16.10.2018 TÓM TẮT Nghiên cứu sử dụng nước thải sinh hoạt nước thải chăn nuôi để tạo màng tảo bám vật liệu khác (hạt nhựa, đất sét nung, xơ dừa, sỏi đá cuội) ứng dụng loại bỏ chất ô nhiễm nước thải Nghiên cứu thực thử nghiệm quy mô nhỏ qua hai pha tạo màng xử lý nước thải Kết cho thấy tảo bám bổ sung phát triển vật liệu lọc dạng hạt nhựa nhanh nhất, sau đến đất sét nung, xơ dừa cuối sỏi đá cuội, mật độ đạt đến 12-23×10 TB/cm vào ngày thứ 9-12 Các chi tảo thích hợp với điều kiện nước thải Amphipleura, Cyclotella, Navicula, Nitzschia (tảo cát), Euglena (tảo mắt), Closterium, Pediastrum, Ulothrix (tảo lục) Aphanothece (tảo lam) Sử dụng màng tảo hình thành để xử lý nước thải (ban đầu ô nhiễm hữu cơ, nitơ, photpho, vi sinh vật, có độ đục cao), cho kết đạt quy chuẩn (QCVN 14:2008/BTNMT QCVN 62MT:2016/BTNMT) sau ngày nước thải sinh hoạt ngày nước thải chăn nuôi, hiệu xử lý đạt 65% tất cơng thức thí nghiệm, đặc biệt đạt 80% N P; 94% tổng coliform Từ khóa: Nước thải chăn nuôi, nước thải sinh hoạt, tảo bám, vật liệu lọc, xử lý nước thải Domestic and Livestock Wastewater Treatment by Periphyton and Filter Materials ABSTRACT This pilot study has to phases, uses domestic and livestock wastewater to create periphyton biomass on filter materials (plastic material, baked clay, coconut fiber pebbles and gravel), then uses to remove pollutants in wastewater Results showed that periphyton grows on plastic material, baked clay, coconut fiber faster than on pebbles and gravel, with a density of about 12-23x10 cells per cm after 9-12 days Suitable genus for wastewater condition are Amphipleura, Cyclotella, Navicula, Nitzschia (Bacilariophyta), Euglena (Euglenophyta), Closterium, Pediastrum, Ulothrix (Chlorophyta) and Aphanothece (Cyanophyta) With this wastewater (organic compounds, nitrogen, phosphorus, microorganisms pollution, high turbidity), periphyton systems removed organic, nitrogen and phosphorus to the concentration lower than National Technical Regulations (NTR 14:2008/MONRE and NTR 62MT:2016/MONRE) after 03 days (domestic wastewater) or 05 days (livestock wastewater) Treatment efficiency were above 65%, especially above 80% for total nitrogen and phosphorus, above 94% for total coliform Keywords: Domestic wastewater, livestock wastewater, periphyton, filter materials, wastewater treatment ĐẶT VẤN ĐỀ Nước thâi giàu nitơ photpho l mt vỗn mụi trng chung ca Vit Nam nay, đặc biệt phổ biến khu vực nông thôn - nơi chiếm tới 70% dân số câ nước (Bộ Tài nguyên Môi trường, 2015) Chúng đến từ nguồn nước thâi sinh hoät, chën nuôi, làng 826 nghề chế biến lương thực, thực phèm v nc chõy trn qua khu vc sõn xuỗt nụng nghiệp Việc xử lý nước thâi sinh hoät chën nuôi têp trung chủ yếu kiểm sốt cuối nguồn với cơng nghệ yếm khí (bể pht, b biogas) cho hiu quõ thỗp dộn ti õnh hưởng nghiêm trọng đến đối tượng tiếp nhên nước thâi Nguyễn Thị Thu Hà, Hồ Thị Thúy Hằng, Đỗ Phương Chi, Đinh Tiến Dũng, Trịnh Quang Huy Việc ứng dụng tâo vào xử lý nước thâi thực hin nhiu nghiờn cu, cho thỗy tim nởng x lý điều kiện sinh thái khác (Nguyễn Vën Tuyên, 2003; Lê Vën Cát, 2007) bao gồm câ däng sống lơ lửng bám dính Däng sống lơ lửng tâo đem läi hiệu quâ xử lý nước thâi cao tốc độ sinh trưởng nhanh nước thâi sinh hoät (trên 85% N P tổng số, cao däng amoni photphat (Nguyễn Thị Thu Hà & cs., 2016) Trong đó, việc sử dụng tâo bám đem läi lợi ích cao dễ thu hồi sinh khối sau trình xử lý nước thâi (Wu, 2017) đem läi hột động ổn định, bền vững rủi ro cho hệ thống xử lý Bãi lọc trồng giâi pháp công nghệ sinh thái xử lý nước thâi điều kiện tự nhiên đät hiệu quõ cao, thõn thin vi mụi trng, chi phớ thỗp ổn định (Nguyễn Việt Anh, 2005) Cơng nghệ áp dụng nước thâi giàu hữu với BOD5 COD lên đến 650 1.800 mg/l (Vymazal & Kropfelova, 2009) bao gồm câ däng khó phân hủy sinh học, ví dụ nước thâi ngành giỗy (Vi Th Mai Hng, 2019) Bói lc ngổm cú thể sử dụng nhiều loäi vêt liệu lọc khác từ loäi vêt liệu tự nhiên đến nhân täo, sử dụng dòng chây ngang đứng, trồng không trồng cåy (Lê Vën Cát, 2007) Với đặc điểm trên, bể lọc, bãi lọc bổ sung tâo bám để nâng cao hiệu quâ xử lý Tâo bám sống tỉng đáy sử dụng xử lý nước thâi cân trở độ đục so vi cỏc nhúm sinh trng c trờn vờt chỗt lơ lửng (Azim & cs., 2005) Bên cänh đó, sinh trưởng tâo bám phụ thuộc chặt chẽ vào quæn xó gc ban ổu v vờt chỗt nn (Horner & cs., 1990), điều định hiệu quâ xử lý nước thâi tâo bám Các nghiên cứu giới chỵ hiệu q xử lý P tổng số tâo bám đät 59-78% sau ngày nước thâi có tâi lượng hữu cao (Cao & cs., 2014) Thâm lọc tâo xử lý nước thâi quy mơ thí nghiệm thực tế với lưu lượng lớn điều kiện động (dòng chây liên lục) giúp lội bơ 42% 13% P N tổng số, đồng thời täo lượng sinh khối tâo vào khoâng 5-27 g/m2/ngày phục vụ sõn xuỗt nhiờn liu sinh hc (Sandefur & cs., 2011; 2014) Ngay câ tâo sinh trưởng bề mặt b h thng x lý cng gúp phổn hỗp thu 0,4-2,4% photpho 4,415,1% nitơ nước thâi (Davis & cs., 1990) Để bước đæu ứng dụng tâo bám xử lý nước thâi, nghiên cứu tiến hành thử nghiệm khâ nëng sinh trưởng tâo bám vêt liệu khác đánh giá hiệu quâ xử lý nước thâi sinh hột, chën ni vêt liệu tâo bám PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu - Vêt liệu lọc sử dụng: sụi, ỏ cui, ỗt sột nung, họt lc nha, x da c x lý tốy mu Tỗt cõ cỏc vờt liệu sử dụng loäi sân phèm thương mäi lọc nước, giá thể trồng - Nước thâi sinh hoät, nước thâi chën nuôi - Tâo bám tự nhiên thu hồi täi hồ, kênh mương nhên thâi 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Đánh giá chất lượng nước Méu nước mặt hồ nhên thâi, nước thâi sinh hoät v chởn nuụi c thu thờp bỡng phng phỏp lỗy méu hỗn hợp theo thời gian với thể tích 30 lít/đối tượng nước thâi cën hướng dén TCVN 6663: 2011 (ISO 5667: 2006 phæn 1, phæn phæn 10): - Méu nước mặt hồ, kênh mương nhên thõi ( thu hi sinh tõo) lỗy tọi cỏc vị trí thu hồi vêt liệu trơi nước - Nc thõi sinh hoọt c lỗy t h ga têp trung cụm dån cư xã Cổ Bi, huyện Gia Lâm, Hà Nội (bao gồm nước thâi sau bể phốt) với thời điểm/ngày (8 h, 12 h, 18 h) - Nc thõi chởn nuụi c lỗy sau biogas hộ chën ni täi thời điểm có 25 lợn giống nuôi lên lợn thịt täi xã Cổ Bi, huyện Gia Lâm, Hà Nội, thời điểm/ngày ứng thời gian rửa chuồng hộ (8 h, 16 h) Đánh giỏ chỗt lng nc s dng QCVN 14:2008/BTNMT (i vi nước thâi sinh hoät); QCVN 62-MT:2016/BTNTM (đối với nước thâi chën nuôi) cho thông số pH, TSS, BOD, COD, N P tổng số, PO43-, NH4+, NO3- Pb, Cu, Zn coliform bìng phương pháp phån tích theo tiêu chuèn hành 827 Xử lý nước thải sinh hoạt nước thải chăn nuôi tảo bám vật liệu lọc Bâng Một số đặc tính vật lý vật liệu sử dụng nghiên cứu Vật liệu Đường kính (mm) Khối lượng riêng (kg/m3) Diện tích bề mặt tương đối (m2/kg) Khối lượng sử dụng/khay (g) Sỏi 5-7 2300 0,108 280 Đá cuội 15-17 2700 0,078 400 Hạt lọc nhựa 11-12 560 1,466 20 Đất sét nung 10-12 1300 0,098 300 Xơ dừa 0,35 75 7,962 4,0 2.2.2 Bố trí theo dõi thí nghiệm Chuẩn bị thí nghiệm Vêt liệu nghiên cứu đánh giá đường kính, khối lượng riêng diện tích bề mặt tương đối bìng phép đo vêt lý thơng thường thơng qua kích thước (thước kẹp) khối lượng (cân kỹ thuêt) Diện tích bề mặt tương đối tính dựa vào cơng thức tính diện tích bình cỉu (đối vi sụi, ỏ cui, ỗt sột nung), hỡnh tr (i với xơ dừa) theo công bố nhà sân xuỗt i vi họt lc nha Cởn c din tớch b mt ngoi tng i, lỗy lng vờt liu để tổng diện tích bề mặt tương đối vêt liệu khay thí nghiệm đät 0,03 m2/khay thí nghiệm, đồng thời vêt liệu khay không vượt 23 lớp vêt liệu Do đó, khối lượng vêt liệu sử dụng khác vêt liệu: sôi, ỏ cui v ỗt sột nung s dng t 280 đến 400 g, hät lọc nhựa 20 g xơ dừa g (Bâng 1) Tâo bám thu hồi bề mặt sen, súng, bèo cái, cnh cõy, nha, giỗy nha v xp lỗy c täi hồ, kênh mương nhên nước thâi sinh hoät chën nuôi địa bàn huyện Gia Låm (mương tiêu xã Kiêu Kỵ, xã Cổ Bi, hồ thâ vịt xã Đa Tốn) Sử dụng bàn châi mịn để thu hi tõo vo nc mt lỗy tọi cỏc h, kờnh mương tương ứng ban đỉu để khơng gây thay đổi đột ngột mơi trường sống Thí nghiệm Đánh giá hiệu tạo màng periphyton vật liệu lọc Sử dụng khay nhựa (13 × 23 × cm) chứa vêt liệu lọc khác với diện tích bề mặt ngồi tương đương ngåm hỗn hợp nước thâi dung dịch chứa tâo bám với tỷ lệ læn lượt 80% 20% thể tích (để mêt độ 828 tâo ban đỉu khơng thỗp hn 105 t bo/ml) Tng th tớch ca mi khay thí nghiệm 1.500 ml (bao gồm câ vêt liệu) Số lượng khay thí nghiệm: lội nước thâi x (5 lội vêt liệu + đối chứng) × lỉn lặp läi = 36 khay Chỵ tiêu theo dõi thí nghiệm mêt độ thành phæn tâo với méu tâo thu thêp từ diện tớch b mt vờt liu xỗp xợ cm2 Lng vêt liệu tiến hành thu méu tâo trâ läi khay thí nghiệm khơng sử dụng cho cỏc bc theo dừi tip theo Tổn suỗt ỏnh giỏ lỉn/tn đến màng tâo quan sát bìng mít thường Xác định mêt độ tâo bìng buồng đếm plankton vêt kính 10-40x (kết quâ chuyển đổi từ tế bào/ml dung dịch thu hồi sinh khối sang tế bào/cm2 vêt liệu theo tỷ lệ pha loãng sử dụng thu hồi sinh khối) Xác định thành phỉn tâo (chỵ xác định đến chi) theo khóa định loäi Nguyễn Vën Tuyên (2003); Dương Đức Tiến & Võ Hành (1997) dựa vào hình thái, kích thước tế bào tâo hình thái têp đồn tâo (nếu có) Thí nghiệm Đánh giá hiệu xử lý nước thải màng sinh học tạo thành Lội bơ dung dịch nuôi màng, bổ sung 100% nước thâi sinh hột chën ni sau ngày để líng tự nhiên vào cơng thức thí nghiệm, theo dõi thụng s chỗt lng nc nh k bỡng cỏc phng pháp phån tích hành (xem mục 2.2.1) Khâ nëng xử lý đánh giá thông qua hiệu quâ xử lý v chỗt lng nc sau x lý Hiu quõ xử lý (%): H C v Cr Cv 100 Trong đó, Cv: nồng độ đỉu vào (mg/l); Cr: nồng độ đæu (mg/l) Nguyễn Thị Thu Hà, Hồ Thị Thúy Hằng, Đỗ Phương Chi, Đinh Tiến Dũng, Trịnh Quang Huy Bâng Đặc điểm chất lượng nước thâi trước xử lý Thông số Đơn vị Nước thải sinh hoạt Nước thải chăn nuôi Kết QCVN 14:2008 Kết QCVN 62-MT:2016 - 7,5-8,05 5-9 4,55-6,12 5,5 - BOD5 mg/l 70-115 50 480-640 100 COD mg/l 120-200 - 780-1.200 300 TSS mg/l 144-150 100 490-540 150 Tổng N mg/l 91-97 - 102-183 150 N-NH4+ mg/l 33-39 10 14-36 - N-NO3- mg/l 0,09-0,1 50 7,7-9,5 - Tổng P mg/l 20,1-26,2 - 25,7-42,5 - P-PO43- mg/l 3,9-4,8 10 9,7-16,8 - Cu mg/l 1,006 - 0,873 - Pb mg/l 0,002 - KPH - Zn mg/l 1,241 - 0,653 - MPN/100 ml 14.600 5.000 48.000 5.000 pH Coliform Ghi chú: “KPH” Giá trị nhỏ phát thiết bị đo; “-” Không quy định 2.2.3 Xử lý số liệu đánh giá kết quâ Do kích thước thí nghiệm nhơ, kết q lỉn lặp läi sử dụng để tính giá trị trung bình số học thơng số theo dõi sử dụng phỉn mềm Excel KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặc điểm nước thâi trước xử lý mức độ hình thành tâo bám vật liệu Tiến hành lỗy mộu nc thõi sinh hoọt v nc thõi chởn nuôi täi cống thâi têp trung vào thời điểm phỏt sinh nc thõi ln nhỗt, cỏc thụng s mụi trng ph bin c phõn tớch tọi tng lổn lỗy méu, kim loäi nặng vi sinh vêt phân tích méu hỗn hợp, kết q trình bày bâng Như vêy, nước thâi sinh hột có hm lng amoni, N v P tng s rỗt cao, ngoi cũn b ụ nhim bi hu c, chỗt rín lơ lửng vi sinh vêt Nước thâi chën nuôi ô nhiễm nặng hữu cơ, vi sinh vêt, ngồi nhiễm N P câ däng hòa tan däng tổng số, số thi im cú pH thỗp Nng ca cỏc thụng số ô nhiễm vượt QCVN 14:2008 QCVN 62MT:2016/BTNMT tương ứng từ vài læn đến gæn 10 læn, méu phân tích có phát kim lội nặng nng thỗp Do nc thõi ban ổu cú đục lớn nên chỵ sử dụng 80% thể tích nước thâi chën ni sinh hột vêt liệu lọc với 20% dung dịch mỉm tâo bổ sung, sau tiến hành đo đäc mêt độ tâo sinh trưởng vờt liu vi tổn suỗt ngy/lổn Trong mộu i chứng, tâo bám phát triển thành khay nhiều mêt độ từ 2×106 đến 15×106 TB/cm2 chêm läi (sau 69 ngày) Mêt độ tâo bám thành khay chứa nước thâi sinh hoät đặc biệt cao (do khâ nëng truyền quang tốt loäi nước thâi này), nhiên khơng có vêt liệu lọc nên giá trị chỵ xem xét cách tương đối Quy luêt tương tự xây vêt liệu lọc, nhiên thời gian đät mêt độ tối đa dài đáng kể so với thành khay Mờt ln nhỗt trờn vờt liu tỡm thỗy ngày thứ 9-12 ngày hæu hết vêt liệu lọc với mêt độ tâo từ 12×106 đến 23×106 TB/cm2 (Hình 1) Chỵ số cơng thức đät mờt cao nhỗt tọi 15-18 ngy (ỗt sột nung xơ dừa nước thâi sinh hoät) Mêt tõo thi im cao nhỗt nc thõi sinh hoọt thỗp hn so vi nc thõi chởn nuụi (1219×106 TB/cm2 so với 15-23×106 TB/cm2) Điều ânh hưởng độ đục nước 829 Xử lý nước thải sinh hoạt nước thải chăn nuôi tảo bám vật liệu lọc thâi (hän chế q trình quang hợp hän chế sinh trưởng ca tõo) v cỏc chỗt c (kộo di pha thớch nghi) nhiên nghiên cứu khơng nhìm chứng minh giõ thuyt ny tỗt cõ cỏc cụng thc, sau ngày thứ 12 bít đỉu có tượng bong màng ânh hưởng học thay nước nhiên mêt độ tâo không giâm ngày thứ 21 cho thỗy tc sinh sõn v hỡnh thnh mng xỗp xợ tc bong mng Vi cỏc quổn th ban đỉu gồm 34 chi tâo tâo lục a dọng nhỗt chim 16 chi v tõo cỏt phong phỳ nhỗt vi 11 chi nhng chim ti 49% v tỷ lệ, sau tiếp xúc với nước thâi vòng 21 ngày, khơng chỵ mêt độ mà thành phỉn tâo có thay đổi đáng kể Sau 21 ngày, chỵ 21-22 chi sinh trưởng phát triển điều kiện 80% nước thâi với thành phæn khơng giống nước thâi sinh hột nước thâi chën ni (bâng 3) Các chi thích hợp với điều kiện xử lý nước thâi chën nuôi sinh hoät Amphipleura, Cyclotella, Navicula, Nitzschia (tâo cát), Euglena (tâo mít), Closterium, Pediastrum, Ulothrix (tâo lục) Aphanothece (tâo lam) Khơng có khác biệt số lượng chi sinh trưởng tốt vêt liệu lọc khác thành phæn tâo sinh trưởng vêt liệu lọc không giống (Bâng 3), kết quâ sử dụng làm cën lựa chọn quæn thể tâo gốc xử lý nước thâi sử dụng lọc sinh học tự dưỡng Mức độ sinh trưởng tâo vêt liệu lọc không giống nhau: Trong quy mơ thí nghiệm, mêt độ tâo thời im n nh trờn ỗt sột nung, x da sau hät nhựa nước thâi sinh hột có kt quõ cao nhỗt Tng t, họt nha, sau ú l ỗt sột nung v x da nc thõi chën ni thích hợp với phát triển tâo so với vêt liệu läi Tuy nhiên, đặc điểm vêt lý hóa học vêt liệu khác nên mêt độ tốc độ sinh trng ca tõo khụng phõi l cởn c nhỗt khỵng định tiềm nëng vêt liệu xử lý nước thâi Nước thải sinh hoạt Mật độ tảo (10 TB/cm ) Sỏi Đá cuội Hạt nhựa Đất sét nung Xơ dừa 25 20 15 10 NGày 0 12 15 18 21 12 15 18 21 Nước thải chăn nuôi Mật độ tảo (10 TB/cm ) 25 20 15 10 Hình Diễn biến mật độ tâo sinh trưởng bề mặt vật liệu theo thời gian 830 Nguyễn Thị Thu Hà, Hồ Thị Thúy Hằng, Đỗ Phương Chi, Đinh Tiến Dũng, Trịnh Quang Huy Bâng Thành phần tâo bổ sung màng tâo hình thành vật liệu lọc Tỷ lệ tảo bám trung bình (%)(1) Chi Ban đầu Sự xuất vật liệu(2) NT sinh hoạt NT chăn nuôi Đối chứng Sỏi Đá cuội Hạt nhựa Đất sét nung Xơ dừa x Amphipleura 1,55 3,10 x x Cyclotella 5,85 12,45 4,47 x x x Eunotia 3,63 4,06 3,20 x x x Melosira 2,1 2,64 1,56 Mastogloia 1,03 0 Navicula 15,28 18,50 15,32 Neidium 0,39 0,78 Nitzschia 9,28 16,28 6,38 Pinnularia 3,485 4,76 Stauroneis 4,96 Synedra x x x x x x x x x x x 2,21 x x x 5,71 4,21 x 1,48 2,96 Euglena 3,93 7,86 x Phacus 8,85 8,40 9,30 x Urceolus 0,17 0,34 Ankistrodesmus 1,16 2,32 x Bulbochaete 1,135 0,51 1,76 x Chlorella 3,29 1,08 5,50 x Coelastrum 1,03 2,06 x Cosmarium 3,81 2,42 5,27 x Closterium 6,44 5,65 7,23 Desmatractum 0,05 0 Dichotomosiphon 1,05 0,73 1,37 Hyaloraphidium 0,325 0,65 Kirchneriella 0,88 0 x Pediastrum 3,99 7,98 x Pleurotaenium 0,615 0 Scenedesmus 4,77 5,78 3,76 Spirogyra 0,49 0 Tetraedron 0,23 0,26 Xanthidium 0,23 0 Ulothrix 2,725 5,45 x Aphanothece 1,35 2,70 x Merismopedia 1,245 1,32 1,17 Oscillatoria 3,2 0,54 x Tổng số 100 100 100 17 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 14 13 x x x x x x 15 16 19 Ghi chú: (1) Tỷ lệ tính mật độ trung bình tảo bám cơng thức thí nghiệm; (2) Chi tảo có xuất thời điểm lấy mẫu 831 Xử lý nước thải sinh hoạt nước thải chăn nuôi tảo bám vật liệu lọc Bâng Chất lượng nước thâi xử lý với thời gian lưu ngày cơng thức thí nghiệm Loại Nước thải sinh hoạt Nước thải chăn nuôi Thông số Đơn vị Sau xử lý Trước xử lý Đối chứng Đá cuội Sỏi Đất sét nung Hạt nhựa Xơ dừa pH - 7,8 6,74 6,66 6,56 6,55 6,62 6,59 5-9 BOD5 mg/l 88 56 28 30 29 25 27 50 COD mg/l 180 94 40 48 44 40 40 - TSS mg/l 150 102 42 47 44 45 47 100 Tổng N mg/l 92 17,19 9,62 10,29 9,92 8,57 9,25 - N-NH4+ mg/l 36 2,391 0,323 0,319 0,217 0,126 0,202 10 N-NO3- mg/l 0,1 0,213 0,116 0,227 0,314 0,312 0,213 50 Tổng P mg/l 24 8,71 4,81 5,13 4,98 4,27 4,63 - P-PO43- mg/l 4,210 2,381 1,141 1,030 0,149 0,106 1,028 10 Cu mg/l 1,006 0,892 0,087 0,076 0,188 1,010 0,722 - Pb mg/l 0,002 KPH KPH KPH KPH KPH KPH - Zn mg/l 1,241 1,006 0,517 0,673 0,488 1,112 0,817 - Coliform MPN/100 ml 14600 220 210 240 190 350 420 5000 pH - 5,2 5,83 5,77 5,71 5,70 5,75 5,72 5,5 - BOD5 mg/l 530 210,2 114,2 122,8 88,7 65,3 108,8 100 COD mg/l 870 320 160 180 124 116 220 300 TSS mg/l 510 142,8 58,8 65,8 54,4 63 65,8 150 Tổng N mg/l 132 72,59 38,35 41,22 29,82 22,27 25,91 150 N-NH4+ mg/l 18 1,452 2,767 2,824 1,596 0,445 1,883 - N-NO3- mg/l 9,2 2,066 3,911 3,639 5,030 2,865 1,593 - Tổng P mg/l 34,2 16,67 2,47 2,64 1,96 1,44 4,86 - P-PO43- mg/l 12,3 0,717 0,266 0,283 0,211 0,155 0,523 - Cu mg/l 0,873 0,774 0,075 0,066 0,163 0,855 0,627 - Pb mg/l KPH KPH KPH KPH KPH KPH KPH - Zn mg/l 0,653 0,529 0,272 0,354 0,257 0,585 0,430 - Coliform MPN/100 ml 48.000 7.500 1.800 2.100 3.100 4.200 8.200 5.000 3.2 Hiệu quâ xử lý nước thâi màng sinh học tâo vật liệu lọc Sau 21 ngày täo màng, sinh trưởng màng tương đối ổn định phù hợp với loäi nước thâi nghiên cứu, tiến hành lội bơ dung dịch ni màng bổ sung nước thâi vào hệ thống vêt liệu tâo bám Nước thâi lưu hệ thng n COD v TSS xỗp xợ QCVN 14 QCVN 62-MT/BTNMT tương ứng Theo đó, thời gian lưu cæn thiết để COD TSS đồng thời đät QCVN hỉu hết cơng thức thí nghiệm ngày nước thâi sinh hoät ngày nước thâi chën nuôi Điều cho 832 QCVN thỗy tim nởng s dng tõo bỏm x lý nc thõi giu hu c rỗt cao (tõi lng BOD COD nước thâi chën nuôi cao 4-5 lỉn so với nước thâi sinh hột thời gian lưu để đâm bâo QCVN chỵ cao 1,7 lỉn) Bâng trình bày kết q phân tích tỗt cõ cỏc thụng s nc thõi trc v sau ngày xử lý Đối với nước thâi sinh hột, sau ngày, ngội trừ cơng thức đối chứng, tỗt cõ cỏc vờt liu lc sau nuụi mng u cho chỗt lng nc ổu õm bõo QCVN 14:2008/BTNMT bao gồm câ hữu cơ, dinh dưỡng, vi sinh vêt Tương tự, nước thâi chën ni, chỵ có số công thức không đâm bâo QCVN 62-MT:2016/BTNMT Nguyễn Thị Thu Hà, Hồ Thị Thúy Hằng, Đỗ Phương Chi, inh Tin Dng, Trnh Quang Huy chỗt hu c, VSV bao gồm đối chứng, cơng thức thí nghiệm với vêt liệu xơ dừa, đá cuội sôi (Bâng 4) Sự khác biệt nồng độ sau xử lý cơng thức thí nghiệm hồn tồn tương tự khác biệt mêt độ tâo sinh trưởng vêt liệu lọc đối tượng nước thâi khác nhau, iu ny cho thỗy tõo bỏm l yu t quan trng nhỗt õnh hng n hiu quõ x lý (Hỡnh 2) Tọi tỗt cõ cỏc cụng thc, h thng loọi bô N P tương đối triệt để câ däng tổng số däng hòa tan, đặc biệt photphat amoni (Hình 3) lên tới 95% Điều phù hợp với quy luêt sinh trưởng phát triển vi tâo (Nguyễn Vën Tuyên, 2003) đồng thời cng xỗp xợ hiu quõ x lý ca tõo n bào sống lơ lửng (Chlorella vulgaris) (Nguyễn Thị Thu Hà & cs., 2016) Do thí nghiệm quy mơ nhơ, bố trí theo mẻ nên tốc độ xử lý hiệu quâ xử lý cao nhiều so với thực quy mô thực tế kết quâ nghiên cứu Cao & cs (2014) Sandefur & cs (2011; 2014) Tng t, hiu quõ loọi bụ chỗt hu ânh hưởng gián tiếp từ hoät động tõo ú quan trng nhỗt l cung cỗp oxy cho q trình phân hủy hiếu khí màng sinh học Khâ nëng lội bơ TSS cao cụng thc s dng vờt liu sụi, ỏ cui, ỗt sét nung cho tâo phát triển nhờ thúc đèy quỏ trỡnh s dng chỗt nn nc hỡnh thnh màng tâo (Azim & cs., 2005) Trong đó, khâ nëng lội bơ VSV gây häi ânh hưởng từ trình khử trùng tự nhiên ânh hưởng ánh sáng mặt trời, điều thể rừ hiu quõ thỗp ca cỏc cụng thc cú độ đục cao (đối với công thức sử dụng nước thâi chën nuôi xơ dừa - Bâng 4) KẾT LUẬN Nước thâi sinh hột chën ni nghiờn cu b ụ nhim cao n rỗt cao i vi chỗt hu c, chỗt rớn l lng, dinh dưỡng vi sinh vêt lên đến gæn 10 læn so với QCVN 14:2008/BTNMT QCVN 62-MT:2016/ BTNMT tương ứng Kt quõ th nghim s dng nc thõi cho thỗy tâo bám bổ sung phát triển vêt liệu lọc dọng họt nha nhanh nhỗt, sau ú n ỗt sột nung, xơ dừa cuối sôi đá cuội Mêt độ tâo đät đến 1223×106 TB/cm2 vào ngày thứ 9-12 ổn định đến ngày thứ 21 trì thay 80% nước thâi định kỳ Tốc độ sinh trưởng tâo nhanh nước thâi chën nuôi đät mức cao nước thâi sinh hột Các chi tâo thích hợp với điều kiện xử lý nước thâi chën ni sinh hột Amphipleura, Cyclotella, Navicula, Nitzschia (tâo cát), Euglena (tâo mít), Closterium, Pediastrum, Ulothrix (tâo lục) Aphanothece (tâo lam) Sử dụng màng tâo hình thành ổn định để xử lý nước thâi cho kết quâ đät QCVN sau ngày nước thâi sinh hoät ngày nước thâi chën ni, hiệu q xử lý phỉn lớn thông số hữu dinh dưỡng đät trờn 65% i vi tỗt cõ cỏc cụng thc, c bit ọt trờn 80% i vi N v P; xỗp xỵ 95% photphat, amoni coliform), tỷ lệ thuên với mêt độ tâo cao so với đối chứng Hiệu (%) 100,0 95,0 25% 90,0 Min 85,0 TB 80,0 50% 75,0 Max 70,0 75% 65,0 60,0 Đá cuội Sỏi Đất sét nung Hạt nhựa Xơ dừa Hình So sánh hiệu quâ xử lý nước thâi vật liệu lọc 833 Xử lý nước thải sinh hoạt nước thải chăn nuôi tảo bám vật liệu lọc Hiệu (%) 100,0 95,0 25% 90,0 Min 85,0 TB 80,0 50% 75,0 Max 70,0 75% 65,0 60,0 BOD5 COD TSS Tổng N Tổng P Coliform Hình So sánh hiệu quâ loại bỏ chất ô nhiễm nước thâi TÀI LIỆU THAM KHẢO Azim M.E., Verdegem M.C.J., Van Dam A.A & Beveridge M.C.M (2005) Periphyton: Ecology, Exploitation and Management CABI publishing, Cambridge Bộ Tài nguyên Môi trường (2015) Báo cáo trạng môi trường quốc gia 2014 - Môi trường nông thôn Nhà xuất Tài nguyên môi trường Bản đồ, Hà Nội Cao J., Hong X & Pei G (2014) Removal and retention of phosphorus by periphyton from wastewater with high organic load, Water Sci Technol 70(1): 62-69 Davis L.S., Hoffmann J.P & Cook P.W (1990) Production and nutrient accumulation by periphyton in a wastewater treatment facility Journal of Phycology 26(4): 617-623 Dương Đức Tiến & Võ Hành (1997) Tảo nước Việt Nam - phân loại tảo lục Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Horner R.R., Welch E.B., Seeley M.R & Jacoby J.M (1990) Responses of periphyton to changes in current velocity, suspended sediment and phosphorus concentration Freshwater biology 24(2): 215-232 Lê Văn Cát (2007) Xử lý nước thải giàu hợp chất nitơ photpho Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Thị Thu Hà, Trần Minh Hoàng, Đỗ Thủy 834 Nguyên & Trịnh Quang Huy (2016) Ứng dụng tảo Chlorella vulgaris loại bỏ nitơ phốt nước thải sinh hoạt sau bể tự hoại Tạp chí Kinh tế Sinh thái 51: 45-52 Nguyễn Văn Tuyên (2003) Đa dạng sinh học tảo thủy vực nội địa Việt Nam triển vọng thử thách Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Việt Anh (2005) Xử lý nước thải sinh hoạt bãi lọc trồng dòng chảy thẳng đứng điều kiện Việt Nam Nhà xuất Đại học Xây dựng, Hà Nội Sandefur H.N., Johnston R.Z., Matlock M.D., Costello T.A., Adey W.H & Laughinghouse H.D (2014) Hydrodynamic regime considerations for the cultivation of periphytic biofilms in two tertiary wastewater treatment systems Eco Engineering 71: 527-532 Sandefur H.N., Matlock M.D & Costello T.A (2011) Seasonal productivity of a periphytic algal community for biofuel feedstock generation and nutrient treatment Ecological Engineering 3(10): 1476-1480 Vi Thị Mai Hương (2019) Nghiên cứu đề xuất hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần giấy Hồng Văn Thụ sử dụng cơng nghệ bãi lọc ngầm trồng dòng chảy ngang Tạp chí Khoa học Tự nhiên, Kỹ thuật, Công nghệ 200(7): 157-161 Wu Yonghong (2017) Periphyton: Functions and Application in Environmental Remediation Elsevier Inc, Amsterdam ... phån tích theo tiêu chuèn hành 827 Xử lý nước thải sinh hoạt nước thải chăn nuôi tảo bám vật liệu lọc Bâng Một số đặc tính vật lý vật liệu sử dụng nghiên cứu Vật liệu Đường kính (mm) Khối lượng... trung bình tảo bám cơng thức thí nghiệm; (2) Chi tảo có xuất thời điểm lấy mẫu 831 Xử lý nước thải sinh hoạt nước thải chăn nuôi tảo bám vật liệu lọc Bâng Chất lượng nước thâi xử lý với thời... sét nung Hạt nhựa Xơ dừa Hình So sánh hiệu quâ xử lý nước thâi vật liệu lọc 833 Xử lý nước thải sinh hoạt nước thải chăn nuôi tảo bám vật liệu lọc Hiệu (%) 100,0 95,0 25% 90,0 Min 85,0 TB 80,0