Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp hóa lý kết hợp sinh học

Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp hóa lý kết hợp sinh học Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp hóa lý kết hợp sinh học Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp hóa lý kết hợp sinh học luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN QUANG NAM NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN BẰNG PHƢƠNG PHÁP HÓA LÝ KẾT HỢP SINH HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN QUANG NAM NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NI LỢN BẰNG PHƢƠNG PHÁP HĨA LÝ KẾT HỢP SINH HỌC Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Cán hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Quy TS Trần Hùng Thuận Hà Nội – 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nghiên cứu luận văn hồn tồn trung thực chưa có cơng bố cơng trình khác Luận văn phần nghiên cứu đề tài cấp bộ: “Nghiên cứu chế tạo modul màng lọc polyme hợp khối phục vụ xử lý nước thải chăn nuôi” TS Trần Hùng Thuận làm chủ nhiệm đề tài Học viên Nguyễn Quang Nam LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Trần Văn Quy - Giảng viên khoa Môi trường - Đại học Khoa học Tự nhiên, TS Trần Hùng Thuận - Giám đốc Trung tâm Công nghệ Vật liệu - Viện Ứng dụng Công nghệ, nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Tôi xin cảm ơn đề tài cấp Bộ KHCN: “Nghiên cứu chế tạo modul màng lọc polyme hợp khối phục vụ xử lý nước thải chăn nuôi” TS Trần Hùng Thuận làm chủ nhiệm đề tài hỗ trợ kinh phí tạo điều kiện cho thực luận văn Cảm ơn TS Chu Xuân Quang cán Viện Ứng dụng Công nghệ, NCS Nguyễn Sáng hướng dẫn giúp đỡ q trình thực luận văn, tồn thể cán phịng Vật liệu Vơ - Trung tâm Cơng nghệ Vật liệu - Viện Ứng dụng Công nghệ giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để hồn thành tốt luận văn Tơi xin gửi lời tri ân tới thầy cô giáo ngồi khoa Mơi trường dìu dắt, truyền đạt kiến thức, dạy bảo suốt thời gian theo học nhà trường Cuối xin cảm ơn gia đình, người thân bà bạn bè ln ủng hộ, động viên giúp đỡ thời gian qua Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Học viên Nguyễn Quang Nam MỤC LỤC DANH MỤC VIẾT TẮT i DANH MỤC BẢNG ii DANH MỤC HÌNH iii MỞ ĐẦU Chƣơng - TỔNG QUAN 1.1 Nước thải chăn nuôi ảnh hưởng đến môi trường 1.1.1 Đặc tính nước thải chăn nuôi 1.1.2 Ảnh hưởng nước thải chăn nuôi đến môi trường 1.2 Hiện trạng xử lý nước thải chăn nuôi 1.3 Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi 1.3.1 Phương pháp vật lý 1.3.2 Các phương pháp hóa lý 1.3.3 Công nghệ xử lý phương pháp vi sinh 1.3.4 Các công nghệ xử lý khác 14 Chƣơng - ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Đối tượng nghiên cứu 22 2.2 Phương pháp nghiên cứu 22 2.2.1 Phương pháp thu thâ ̣p số liê ̣u 22 2.2.2 Phương pháp phân tić h đánh giá 22 2.3 Phương pháp thực nghiê ̣m 23 2.3.1 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình keo tụ giai đoạn tiền xử lý nước thải chăn nuôi 23 2.3.2 Nghiên cứu khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu xử lý COD nitơ giai đoạn xử lý sinh học kết hợp màng vi lo ̣c polyme 24 2.3.3 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến hiệu xử lý tăng cường nước thải sau xử lý sinh học kết hợp màng vi lọc polyme phương pháp keo tụ 30 Chƣơng - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1 Đặc tính nước thải chăn nuôi lợn 32 3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tiền xử lý nước thải chăn nuôi phèn sắt33 3.2.1 Ảnh hưởng pH 33 3.2.2 Ảnh hưởng nồng độ chất keo tụ 35 3.3 Khả xử lý giai đoạn sinh học hệ sinh học 36 3.3.1 Khảo sát hiệu xử lý COD giai đoạn xử lý sinh học 37 3.3.2 Hiệu suất xử lý Amoni 40 3.3.3 Hiệu suất xử lý nitrat 42 3.3.4 Hiệu suất xử lý PO43 P 43 3.3.5 Khả loại bỏ vi khuẩn sau màng vi lọc polyme 44 3.4 Khảo sát hiệu xử lý COD giai đoạn tiền xử lý keo tụ phèn sắt kết hợp sinh học 45 3.5 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình keo tụ giai đoạn xử lý tăng cường nước thải chăn nuôi lợn sau qua hệ thống sinh học kết hợp với lọc màng 47 3.5.1 Đặc tính nước thải sau hệ thống sinh học kết hợp lọc màng MBR 47 3.5.2 Ảnh hưởng pH 48 3.5.3 Ảnh hưởng nồng độ chất keo tụ 49 3.6 Đánh giá, so sánh hiệu lựa chọn mơ hình tối ưu xử lý nước thải chăn nuôi52 3.7 Sơ đánh khả áp dụng thực tế 53 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 DANH MỤC VIẾT TẮT BIOGAS Khí sinh học (Biological Gas) BHT Bùn hoạt tính BOD Nhu cầu ơxy sinh hóa (Biological oxygen demand) COD Nhu cầu ơxy hóa học (Chemical oxygen demand) HRT Thời gian lưu thủy lực (Hydraulic Retention Time) MBR Bể sinh học kết hợp lọc màng (Membrance Bio Reacto) MLSS Hàm lượng chất rắn lơ lửng (Mixed Liquor Suspended Solid) MLVSS Hàm lượng chất hữu bay (Mixed Liquor Volatile Suspended Solid) QCVN Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia SRT Thời gian lưu bùn (Sludge retention time) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam T-N Tổng nitơ (mg/L) T-P Tổng phốtpho (mg/L) UASB Bể xử lý sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí (Upflow anearobic sludge blanket) VSV Vi sinh vật XLNT Xử lý nước thải i DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thông số nước thải theo điều tra trại chăn nuôi tập trung [9] Bảng 3.1 Đặc tính nước thải lợn lấy địa chỉ xóm Múi – xã Bích Hòa 32 huyê ̣n Thanh Oai – Hà Nội 32 Bảng 3.2 Ảnh hưởng pH đến hiệu tiền xử lý phèn sắt 33 Bảng 3.3 Ảnh hưởng nồng độ phèn sắt đến hiệu tiền xử lý 35 Bảng 3.4 Một số đặc tính nước thải chăn nuôi lợn đầu vào (M1) hệ xử lý 36 Bảng 3.5 Mật độ Coliform trước sau xử lý 44 Bảng 3.6 Đặc điểm nước thải chăn nuôi lợn sau xử lý qua hệ sinh học kết hợp lọc màng MBR 47 Bảng 3.7 Đánh giá ưu nhược điểm giai đoạn xử lý 52 ii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Quy trình xử lý nước thải chăn nuôi phổ biến Việt Nam sở chăn nuôi Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống UASB 11 Hình 1.3 Các giai đoạn bể aeroten hoạt động gián đoạn 14 Hình 1.4 Mơ hình Ludzack – Ettinger loại bỏ nitơ sinh học 15 Hình 1.5 Mơ hình Bardenpho loại bỏ nitơ sinh học 16 Hình 2.1 Mơ hình bố trí thiết bị hệ thống xử lý 24 Hình 2.2 Cấu tạo bể yếm khí, thiếu khí 25 Hình 2.3 Giá thể vi sinh bể thiếu khí 26 Hình 2.4 Sơ đờ bể hiế u khí 27 Hình 2.5 Cấu tạo sợi màng 28 Hình 3.1 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý phèn sắt 34 Hình 3.2 Ảnh hưởng nồng độ phèn sắt đến hiệu suất xử lý 35 Hình 3.3 Sự biến thiên COD hiệu suất xử lý giai đoạn sinh học 38 Hinh 3.4 Sự biến thiên NH4+-N hiệu suất xử lý giai đoạn sinh học 40 Hình 3.5 Diễn biến NO3 N theo thời gian 42 Hình 3.6 Diễn biến PO43 P qua bể theo thời gian 43 Hình 3.7 Hiệu suất xử lý COD giai đoạn hóa lý kết hợp sinh học 46 Hình 3.8 Tính chất mang màu khác chất humic 47 Hình 3.9 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý độ màu 48 Hình 3.10 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý COD 49 Hình 3.11 Ảnh hưởng nồng độ phèn sắt đến hiệu suất xử lý 50 Hình 3.12 Ảnh hưởng nồng độ phèn nhôm đến hiệu suất xử lý 51 iii MỞ ĐẦU Những năm gần đây, ngành chăn ni tăng trưởng nhanh, đóng góp quan trọng vào việc phát triển kinh tế đất nước Tuy nhiên, bên cạnh lợi ích kinh tế mang lại chăn ni nảy sinh vấn đề chất lượng môi trường, làm ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng dân cư hệ sinh thái tự nhiên Mỗi năm ngành chăn nuôi gia súc, gia cầm thải khoảng 75 - 85 triệu phân, với phương thức sử dụng phân chuồng nước thải không qua xử lý, xả trực tiếp môi trường gây ô nhiễm nghiêm trọng [1] Theo báo cáo tổng kết Viện chăn nuôi, hầu hết hộ chăn nuôi lợn để nước thải chảy tự môi trường xung quanh gây mùi hôi thối nồng nặc, đặc biệt vào ngày oi Nồng độ khí H2S NH3 cao mức cho phép khoảng 30 - 40 lần Tổng số vi sinh vật (VSV) bào tử nấm cao mức cho phép nhiều lần Ngồi nước thải chăn ni lợn cịn có chứa COD, tổng nitơ, tổng phốtpho, cao nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép Chính thấy thực trạng nước ta vấn đề xử lý nguồn nước thải ô nhiễm thường bị bỏ qua biện pháp đơn lẻ, không hiệu bền vững Hầu hết hệ thống được triển khai cách đối phó, khơng đạt tiêu chuẩn thải, sử dụng công nghệ đơn giản chỉ phù hợp cho xử lý nguồn nước thải có tải trọng ô nhiễm thấp vào áp dụng với nguồn nước thải đặc thù Nói cách khác mơ hình xử lý nước thải chăn nuôi nước ta đạt mức làm giảm tải trọng ô nhiễm chưa đạt được tiêu chuẩn thải theo quy định tiêu chuẩn ngành chăn ni [9] Chính vậy, việc chọn thực đề tài: “Nghiên cứu nâng cao hiệu xử lý nước thải chăn nuôi lợn phương pháp hóa lý kết hợp sinh học” góp phần phát triển hướng ứng dụng cơng nghệ xử lý nước thải tiên tiến lĩnh vực bảo vệ môi trường Việt Nam 3.5 Nghiên cứu yếu tớ ảnh hƣởng đến q trình keo tụ giai đoạn xử lý tăng cƣờng nƣớc thải chăn nuôi lợn sau qua hệ thống sinh học kết hợp với lọc màng 3.5.1 Đặc tính nước thải sau hệ thống sinh học kết hợp lọc màng MBR Nước thải chăn nuôi lợn sau được xử lý qua hệ sinh học kết hợp màng lọc MBR có đặc điểm Bảng 3.6 Bảng 3.6 Đặc điểm nước thải chăn nuôi lợn sau xử lý qua hệ sinh học kết hợp lọc màng MBR Chỉ tiêu STT Đơn vị Giá trị QCVN 40:2011/ BTNMT (loại B) - 7,8 – 8,5 5,5 - mg O2/L 220 - 368 150 pH COD NH4+-N mg/L 3,5 – 10 Màu Pt-Co 310 - 550 150 Qua kết Bảng 3.6 nhận thấy giá trị COD độ màu chưa đạt tiêu chuẩn loại B QCVN 40:2011/BTNMT, đặc biệt độ màu gấp – lần Độ màu nước thải gây nên hợp chất humic (axit fulvic, axit humic) độ màu chúng thay đổi theo trọng lượng phân tử (được thể Hình 3.8) Hình 3.8 Tính chất mang màu khác chất humic Trong trình nghiên cứu, quan sát thấy nước thải chăn nuôi đầu có màu vàng nâu đến nhạt dần, loại bỏ nhóm hợp chất humic làm giảm độ màu làm giảm COD 47 3.5.2 Ảnh hưởng pH Tiến hành thí nghiệm mơ tả tai mục 2.3.3, chương 2, kết thu được thể Hình 3.9: Hình 3.9 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý độ màu Qua kết thí nghiệm thể Hình 3.9 nhận thấy: khoảng pH từ – hiệu suất xử lý độ màu phèn sắt cao (cao pH ~ 4, hiệu suất đạt 78,18%) Trong đó, với phèn nhôm khoảng pH từ - (cao pH ~ 6, hiệu suất đạt 74,54%) Ở pH ~ 3, hiệu suất xử lý độ màu phèn sắt phèn nhôm thấp Khi tăng pH lên - 7, hiệu suất xử lý màu phèn sắt giảm đáng kể, dải pH từ – 9, hiệu suất xử lý màu lại tăng dần lên Đối với phèn nhôm, hiệu suất xử lý độ màu khoảng pH từ – thay đổi không đáng kể Nguyên nhân tượng thay đổi điện tích bề mặt hạt keo mơi trường pH khác [10] Nhìn chung, hiệu suất xử lý độ màu phèn sắt phèn nhôm không chênh lệch nhiều Theo dõi pH sau xử lý nhận thấy thay đổi không đáng kể: pH ~ 5, sau xử lý với phèn sắt pH ~ 5,03, với phèn nhơm pH ~ 4,95 48 Hình 3.10 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý COD Quá trình keo tụ làm giảm COD đáng kể Ở khoảng pH từ – 5, hiệu suất xử lý COD phèn sắt cao nhất, từ 62, – 68,3% Trong đó, phèn nhơm 41, – 48,4% khoảng pH từ – Hiệu suất xử lý COD phèn sắt nhìn chung cao so với phèn nhôm Kết phù hợp với kết nghiên cứu Ahamed Fadel Ashery cộng (2010): hiệu loại bỏ chất hữu phèn nhôm tốt pH khoảng – Khi pH tăng, chất humic dễ ion hóa nhóm carboxyl proton điện tích dương chất keo tụ kim loại giảm [12] Do đó, cần nồng độ chất keo tụ lớn giá trị pH cao Như vậy, pH tối ưu phèn sắt khoảng từ đến 5, phèn nhôm pH khoảng đến 3.5.3 Ảnh hưởng nồng độ chất keo tụ Tiến hành thí nghiệm ảnh hưởng nồng độ chất keo tụ lần lượt pH tối ưu chất keo tụ thu được phần 49 Thí nghiệm với nồng độ phèn sắt tăng dần từ 500 – 2000 mg/L pH ~ Kết thu được thể Hình 3.11 Hình 3.11 Ảnh hưởng nồng độ phèn sắt đến hiệu suất xử lý Khi tăng nồng độ phèn sắt từ 500 – 1500 mg/L, hiệu suất xử lý độ màu COD không tăng mà ngược lại cịn giảm, nhiên giảm khơng đáng kể Nhìn chung, dải nồng độ phèn sắt từ 500 – 1500 mg/L, hiệu suất xử lý không chênh lệch nhiều hiệu suất xử lý độ màu cao COD Khi tăng nồng độ lên 2000 mg/L, hiệu suất xử lý tăng lên đáng kể, đặc biệt độ màu, đạt 80%, cịn COD tăng nhẹ, đạt 60,3%, tương ứng đầu 100 Pt-Co 146 mg/L 50 Hình 3.12 Ảnh hưởng nồng độ phèn nhôm đến hiệu suất xử lý Khác với phèn sắt, tăng nồng độ phèn nhôm, hiệu suất xử lý độ màu COD có xu hướng tăng Khi tăng đến nồng độ 2000 mg/L, hiệu suất xử lý độ màu có xu hướng tăng, hiệu suất COD lại giảm Tại nồng độ 2000 mg/L, hiệu suất xử lý độ màu đạt 78,18%, COD đạt 61,78%, tương ứng đầu 120 Pt-Co 94 mg/L Nhìn chung, phèn sắt phèn nhơm có hiệu việc loại bỏ độ màu COD xử lý nước thải chăn nuôi lợn Tại nồng độ chất keo tụ 2000 mg/L, chỉ tiêu độ màu COD nước thải đạt tiêu chuẩn loại B QCVN 40:2011/BTNMT Tài nguyên môi trường quy định Hiệu suất xử lý chất keo tụ không chênh lệch nhiều, lựa chọn phèn nhơm cho xử lý tăng cường nước thải đầu sau hệ MBR Lý lựa chọn pH nước thải đầu hệ MBR khoảng 7,8 – 8,5 tốn hóa chất để điều chỉnh pH ~ Và sau thêm hóa chất keo tụ vào, pH nước thải giảm, nhiên thay đổi khơng đáng kể, khơng phải bổ sung hóa chất để nâng pH lên đạt tiêu chuẩn đầu loại B 51 3.6 Đánh giá, so sánh hiệu lựa chọn mơ hình tới ƣu xử lý nƣớc thải chăn nuôi Trên sở nghiên cứu phân tích thí nghiệm xử lý nước thải chăn ni lợn, thực so sánh đánh giá ưu nhược điểm giai đoạn từ đề xuất dây chuyền công nghệ phù hợp với điều kiện Việt Nam Bảng 3.7 Đánh giá ưu nhược điểm giai đoạn xử lý Đánh giá Giai đoạn tiền xử lý (phèn sắt) Giai đoạn sinh học kết hợp lọc màng MBA Giai đoạn xử lý tăng cƣờng Ưu điểm - Hiệu xử lý COD, SS cao - Đơn giản vận hành - Ít gây độc cho VSV cho giai đoạn - Tải trọng cao, có khả chịu biến động nước thải đầu vào - Hiệu xử lý COD N cao - Giảm diện tích xây dựng mật độ bùn hiếu khí cao không cần bể lắng thứ cấp sau hiếu khí - Xử lý triệt để được COD độ màu nước thải chăn ni, ngồi cịn xử lý phốtpho - Tốn chi phí hóa chất - Hiệu xử lý N Nhược P chưa cao điểm - Chưa xử lý triệt để được COD - Tốn chi phí độ màu nước thải chăn hóa chất ni - Khó kiểm sốt lượng bùn, ngăn lọc yếm khí dễ tắc, khó kiểm sốt vận hành độc lập xử lý nước thải chăn ni - Tốn lượng cho sục khí (cường độ sục lớn) Trên sở phân tích đánh giá theo bảng qua thực tế tìm hiểu trang trại chăn nuôi lợn tập trung, dựa yếu tố kinh tế - xã hội bảo vệ môi trường trại chăn nuôi Trong luận văn tốt nghiệp, tác giả đề xuất áp dụng sơ đồ dây chuyền công nghệ sau cho xử lý nước thải trại chăn nuôi lợn tập trung Việt Nam: Nước thải chăn nuôi lợn  Keo tụ với phèn sắt nồng độ 600 mg/L, pH = Yếm khí  Thiếu khí  Hiếu khí kết hợp lọc màng  Keo tụ với phèn nhôm nồng độ 2000 mg/L, pH = môi trường 52 Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải lựa chọn đáp ứng đầy đủ yếu tố: chi phí đầu tư xây dựng khơng cao, chi phí vận hành thường xuyên thấp, thỏa mãn tiêu chuẩn môi trường ngành chăn nuôi Tuy nhiên, cần phải có thêm khảo sát tính toán cho phù hợp với điều kiện trang trại 3.7 Sơ đánh khả áp dụng thực tế Hệ xử lý có thiết kế nhỏ gọn, không cần bể lắng cấp hai bể khử trùng dẫn đến giảm chi phí xây dựng giải phóng mặt bằng, hệ giảm phí thời gian không xác định, tăng hiệu kinh tế Do mật độ sinh khối bồn phản ứng cao tới - 1,5% nên mặt xuất xử lí tăng khoảng - lần so với BHT, điều đồng nghĩa với việc giảm khối tích chi phí xây dựng, chi phí mặt nêu; mặt khác cho phép lưu bùn lâu phân huỷ bùn bể phản ứng dẫn đến giảm lượng chi phí xử lí bùn thải Tăng cường chất lượng nước tới mức cao nay, đặc biệt khía cạnh chỉ tiêu vi sinh, điều cho phép tái sử dụng nước xử lí để giảm thiểu chi phí nước cho mục đích cơng cộng tưới cây, rửa phố, rửa xe Công nghệ dễ dàng được triển khai dạng modul cho công suất không hạn chế với chế độ tự động hoá hợp lý, giảm thiểu phụ thuộc vào người vận hành, dễ dàng mở rộng công suất 53 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ KẾT LUẬN Nước thải chăn ni lợn lấy xóm Múi – xã Bích Hịa – huyện Thanh Oai – Hà Nội có đặc điểm COD, nitơ, phốtpho, Coliform… cao gấp nhiều lần so với quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT), cột B: TSS cao gấ p 80 - 300 lầ n; COD gấp 20 - 60 lần; BOD5 gấ p 40 – 70; NH4+-N cao gấ p 10 - 50 lầ n; T-P cao gấp 10 - 20 lần; Coliform cao gấ p 190 – 250 lần Tiền xử lý nước thải chăn nuôi chất keo tụ phèn sắt với nồng độ từ 600 đến1000 mg/L cho hiệu xử lý COD, SS cao, ổn định chất lượng nước đầu vào giai đoạn sinh học độc với vi sinh Đã lựa chọn điều kiện vận hành giai đoạn tiền xử lý với nồng độ phèn sắt 600 mg/L, pH loại bỏ phần chất hữu cơ, SS, giảm tải cho hệ xử lý sinh học tiếp theo, đảm bảo tỷ lệ COD/NH4+-N > Kết cho thấy, nước thải chăn nuôi lợn sau tiền xử lý chất keo tụ phèn sắt Fe2(SO4)3, nồng độ 600 mg/L, pH đưa vào hệ sinh kết hợp màng lọc MBR cho hiệu loại bỏ COD cao 92,7 -97,9% Việc bố trí hệ xử lý sinh học nhiều giai đoạn: yếm khí, thiếu khí, hiếu khí kết hợp màng lọc để xử lý nước thải chăn nuôi lợn giàu chất dinh dưỡng cho hiệu khả quan Hiệu xử lý COD, NH4+-N, NO3 N, PO43 P Coliform lần lượt là: 85 - 92,8%; 93,0 - 96,5%; 40 - 72,5%; 79 - 91% 99,97 - 99,98% Xử lý tăng cường phương pháp keo tụ với phèn nhôm phèn sắt nồng độ 2000 mg/L, nước thải đầu đáp ứng được tiêu chuẩn độ màu COD theo QCVN 40:2011/BTNMT, cột B Lựa chọn phèn nhôm cho giai đoạn xử lý tăng cường đáp ứng được tiêu chuẩn nước thải đầu tiết kiệm chi phí hóa chất Đã đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi lợn: Nước thải chăn nuôi lợn  Keo tụ với phèn sắt nồng độ 600 mg/L, pH ~ Yếm khí  Thiếu khí  Hiếu khí kết hợp lọc màng  Keo tụ với phèn nhôm nồng độ 2000 mg/L, pH ~ môi trường 54 KHUYẾN NGHỊ Cần nghiên cứu thêm hiệu xử lý nước thải chăn nuôi chất keo tụ khác Ảnh hưởng cụ thể chất keo tụ đến giai đoạn sinh học Cần nghiên cứu cụ thể sâu đánh giá đặc tính nước thải đầu vào đến q trình xử lý sinh học: nồng độ chất ô nhiễm nước thải đầu vào ảnh hưởng tới thời gian lưu; nhiệt độ, pH, hóa chất…ảnh hưởng đến q trình xử lý sinh học Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải chăn nuôi giai đoạn sinh học với kỹ thuật phản ứng khác 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Bùi Xuân An (2007), Nguy tác động đến môi trường trạng quản lý chất thải chăn nuôi vùng Đông Nam Bộ Đại học Nơng Lâm, TP Hồ Chí Minh Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn (2012), Báo cáo kết thực kế hoạch 12 tháng năm 2012 ngành nông nghiệp phát triển nông thôn, Hà Nội Lê Văn Cát (2007), Xử lý nước thải giàu hợp chất Nitơ Phốtpho NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Hà Nội Cục chăn nuôi - Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn (2010), Báo cáo bảo vệ môi trường hoạt động chăn nuôi giai đoạn 2006-2010 định hướng đến năm 2020, Hà Nội Bùi Hữu Đoàn (2011), Quản lý chất thải chăn nuôi, NXB Nông Nghiệp, Hà Nội Đào Lệ Hằng (2008), “Chăn nuôi trang trại – thực trạng giải pháp”, Thông tin chuyên đề nông nghiệp PTNT, 04, Tr 5-7 Quyết định số 10/2008/QĐ-TTg ngày 16 tháng năm 2008 Thủ tướng phủ việc phê duyệt chiến lược phát triển chăn nuôi đến năm 2020 Phùng Đức Tiến, Nguyễn Duy Điều, Hoàng Văn Lộc, Bạch Thị Thanh Dân (2009), “Đánh giá thực trạng nhiễm mơi trường chăn ni” Tạp chí chăn nuôi , 04, Tr 10-16 Trần Hùng Thuận (2012), Thuyết minh đề tài nghiên cứu khoa học phát triển công nghệ Nghiên cứu chế tạo modul màng lọc polyme hợp khối phục vụ xử lý nước thải chăn nuôi, Viện Ứng Dụng Công Nghệ - Bộ Khoa học Công nghệ, Hà Nội 10 Văn Hữu Tập, Trịnh Văn Tuyên, Nguyễn Hoài Châu (2012), “Nghiên cứu tiền xử lý làm giảm COD màu nước rỉ rác bãi chơn lấp rác q trình keo tụ”, Tạp chí Khoa học Công nghệ, 50 (2B), Tr 169-175 56 11 Vũ Đình Tơn, Lại Thị Cúc, Nguyễn Văn Duy (2008), “Đánh giá hiệu xử lý chất thải bể biogas số trang trại chăn nuôi lợn vùng đồng sống hồng” Tạp chí Khoa học Phát triển,VI (6), Tr 556-561 TIẾNG ANH 12 Ahamed Fadel Áshery, Kamal Radwan and Mohamed I.Gar Al-Alm Rashed (2010), “The effect of pH control on turbidity and NOM removal in conventional water treatment”, Fifteeth International Water Technology Conference, IWTC 15, Alexandria, Egypt 13 Ancheng Luo; Jun Zhu; Pius M Ndegwa (2002), “Removal of Carbon, Nitrogen, and Phosphorus in Pig Manure by Continuous andIntermittent Aeration at Low Redox Potentials”, Biosystems Engineering, 82(2), pp 209– 215 14 J Dosta, J Rovira, A Galí, S Macé, J Mata-Álvarez (2008), “Integration of a Coagulation/Flocculation step in a biological sequencing batch reactor for COD and nitrogen removal of supernatant of anaerobically digested piggery wastewater”, Bioresource Technology, 99, pp 5722–5730 15 FAO (2012), “World Food outlook”, Global martket analysis, Rome 16 Ignacio de Godos, Héctor O Guzman, Roberto Soto, Pedro A GarcíaEncina, Eloy Becares, Raúl Moz, Virginia A Vargas (2011), “Coagulation/flocculation-based removal of algal–bacterial biomass from piggery wastewater treatment”, Bioresource Technology, 102, pp 923–927 17 H Kim, H.-S.Kim, I.-T.YeomandY.-B.Chae (2005), "Application of membrane bioreactor system with fullscale plant on livestock wastewater" Water Science&technology, 51 (6-7), pp 465-471 18 Hee Seok Kim, Yonu-Kyoo Choung, Soojeung Ahn and Hae Seok Oh (2008), "Enhancing nitrogen removal of piggery wastewater by membrane bioreactor combined with nitrification reactor" Desalination, 223, pp 194204 57 19 P.H Liao, Y Gao and K.V Lo (1993), “Chemical precipitation of phosphate and ammonia from swine wastewater”, Biomass and Bioenergy, (5), pp 365-371 20 B Libecki, J Dziejowski (2008), “Optimization of humic acids coagulation with aluminum and ion (III) salts”, Polish J of Environ Stud 17 (3), pp 397 – 403 21 W.J Powers (1993), Effects of variable sources of distillers dried grains plus soluble on milk yield, composition and manure characteristics of lactating dairy cows, Florida, Gainsville.: M.S Thesis, University 22 Thipsuree Kornboonraksa, Seung Hwan Lee (2009), “Factors affecting the performance of membrane bioreactor for piggery wastewater treatment”, Bioresource Technology, 100, pp 2926–2932 58 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH TRONG Q TRÌNH THÍ NGHIỆM Hình Hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi lợn kỹ thuật xử lý sinh học kết lợp màng vi lọc polyme (a) Hình (a) Nước thải đầu vào - trước xử lý (b) Nước thải đầu - sau xử lý 59 (b) Hình Lấy mẫu nước thải chăn ni hộ gia đình xóm Múi xã Bích Hòa– huyê ̣n Thanh Oai – Hà Nội 60 Hình 4: Thí nghiệm tiền xử lý nước thải chăn nuôi lợn 61 ...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN QUANG NAM NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN BẰNG PHƢƠNG PHÁP HÓA LÝ KẾT HỢP SINH HỌC Chuyên... tiêu chuẩn thải theo quy định tiêu chuẩn ngành chăn nuôi [9] Chính vậy, việc chọn thực đề tài: ? ?Nghiên cứu nâng cao hiệu xử lý nước thải chăn ni lợn phương pháp hóa lý kết hợp sinh học? ?? góp phần... PO43- để đánh giá hiệu xử lý  Thí nghiệm 5: khảo sát hiệu xử lý COD nitơ nước thải chăn nuôi phương pháp hóa lý kết hợp hệ sinh học - Nước thải đưa vào hệ lấy từ trang trại chăn nuôi lợn, được