Nghiên cứu bổ sung chế phẩm sinh học BIO d và sẻm 09 nhằm tăng cường hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi bằng công nghê sinh học kỵ khí

Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn TÀI LIỆU THAM KHẢO Ts Trương Thanh Cảnh & ctv (2002), Mùi nhiễm khơng khí từ hoạt động chăn nuôi, báo cáo hội nghị khoa học tháng 10 – 2002, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Tp Hồ Chí Minh Ts Trương Thanh Cảnh & ctv (2002), Xử lý nước thải chăn nuôi heo keo tụ điện hóa, báo cáo hội nghị khoa học tháng 10 – 2002, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Tp Hồ Chí Minh Đỗ Hồng Lan Chi, Lâm Minh Triết (2005), Vi sinh vật môi trường, Nxb Đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Trần Thị Ngọc Diệu (2001), Nghiên cứu xây dựng giải pháp quản lý mơi trường thích hợp cho sở chăn nuôi qui mô vừa nhỏ thành phố Hồ Chí Minh, Luận án cao học chuyên ngành Kỹ thuật môi trường, viện Môi trường tài nguyên, Tp.Hồ chí minh Nguyễn Đức Lượng Nguyễn Thị Thùy Dương (2003), Công nghệ xử lý nước thải, Nxb Đại học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân (2008), Xử lý nước thải đô thị công nghiệp, Nxb Đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh ThS Đinh Hải Hà (2008), Giáo trình thực hành hóa mơi trường, Đại học Kỹ Thuật Cơng Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh Dương Nguyên Khang (2004), giảng Công nghệ xử lý chất thải, Đại học Nơng Lâm Tp Hồ Chí Minh PGS.TS Lương Đức Phẩm (2003), Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, Nxb giáo dục 10 Nguyễn Thị Hoa Lý (1994), Nghiên cứu tiêu nhiễm bẩn chất thải chăn nuôi heo tập trung áp dụng số biện pháp xử lý, luận án phó tiến sĩ khoa học nơng nghiệp, Đại học Nơng Lâm, Tp Hồ Chí Minh 11 Lê Trình (1997), Quan trắc kiểm sốt nhiễm mơi trường nước, Nxb khoa học kỹ thuật SVTH: Vũ Thị Anh MSSV: 105111002 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn 12 ThS Lâm Vĩnh Sơn (2008), Giáo trình kỹ thuật xử lý nước thải, Đại học Kỹ Thuật Cơng Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh SVTH: Vũ Thị Anh MSSV: 105111002 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BOD (Biochemical oxygen demand) : Nhu cầu oxy sinh hóa COD (Chemical oxygen demand): Nhu cầu oxy hóa học SS (Suspended Solid): Chất rắn lơ lửng DO (Dissolved oxygen): Nồng độ oxy hòa tan UASB (Up-ward-flow Anaerobic Sludge Blanket): Bể phản ứng kỵ khí TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam CFU (colony forming unit): đơn vị hình thành khuẩn lạc DANH MỤC CÁC BẢNG SVTH: Vũ Thị Anh MSSV: 105111002 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn Bảng 2.1 Các tiêu kỹ thuật chế phẩm vi sinh vật dạng bột .11 Bảng 2.2 Các tiêu kỹ thuật chế phẩm vi sinh vật dạng lỏng 11 Bảng 3.1 Lượng phân trung bình gia súc ngày đêm .12 Bảng 3.2 Thành phần hóa học loại phân gia súc, gia cầm 13 Bảng 3.3 Thành phần hóa học phân heo từ 70 – 100 kg .13 Bảng 3.4 Các loại vi khuẩn, ký sinh trùng có phân gia súc điều kiện bị diệt 14 Bảng 3.5 Thành phần hóa học nước tiểu heo từ 70 – 100 kg 16 Bảng 3.6 Tính chất nước thải chăn nuôi heo 16 Bảng 3.7: Thành phần nước thải số trại heo quốc doanh Tp Hồ Chí Minh 19 Bảng 3.8: Chất lượng khơng khí chuồng ni xí nghiệp quốc doanh 20 Bảng 3.9 Đặc điểm khí sinh phân hủy kỵ khí 21 Bảng 3.10: Triệu chứng thấy cơng nhân có khí độc chăn ni 22 Bảng 3.11 : Tác hại amonia lên người, gia súc, gia cầm .23 Bảng 3.12: Tác hại H2S lên người gia súc 24 Bảng 3.13: Các phương pháp trình áp dụng xử lý mùi hôi 25 Bảng 3.14: Hiệu xử lý phân hệ thống Biogas 27 Bảng 3.15: Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi .29 Bảng 4.1 : Một số vi khuẩn thủy phân 35 Bảng 4.2: Một số vi sinh vật lên men acid 36 Bảng 4.3: Những hợp chất sử dụng vi khuẩn methan 38 Bảng 4.4: Một số chủng vi khuẩn methane chất chúng .38 (loài) Bảng 6.1 Kết thông số nước thải đầu vào .59 Bảng 6.2: Kết thông số nước thải bổ sung chế phẩm BIO-D sau ngày 59 Bảng 6.3: Kết thông số nước thải bổ sung chế phẩm BIO-D SVTH: Vũ Thị Anh MSSV: 105111002 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn sau 14 ngày 60 Bảng 6.4 Kết thông số nước thải bổ sung chế phẩm BIO-D sau 35 ngày 61 Bảng 6.4 Kết thông số nước thải bổ sung chế phẩm BIO-D sau 42 ngày 61 Bảng 6.5 Kết thông số nước thải bổ sung chế phẩm SEMSR-09 sau ngày 62 Bảng 6.6 Kết thông số nước thải bổ sung chế phẩm SEMSR-09 sau 14 ngày 62 Bảng 6.7 Kết thông số nước thải bổ sung chế phẩm SEMSR-09 sau 35 ngày 63 Bảng 6.8 Kết thông số nước thải bổ sung chế phẩm SEMSR-09 sau 42 ngày 64 Bảng 6.9 Kết thông số nước thải đối chứng 64 DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ VÀ SƠ ĐỒ SVTH: Vũ Thị Anh MSSV: 105111002 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn A SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Qui trình sản xuất chế phẩm sinh học Sơ đồ 3.1: Quá trình khử amin 17 Sơ đồ 3.2: Quá trình phân giải urê nước tiểu 17 Sơ đồ 3.3: Quá trình chuyển hóa Ure 20 Sơ đồ 3.4: Các sản phẩm trình phân hủy kỵ khí chất thải chăn ni 21 Sơ đồ 3.5: Quy trình cơng nghệ xử lý phân heo theo phương pháp ủ 26 Sơ đồ 3.6: Quy trình cơng nghệ xử lý phân heo theo phương pháp lọc sấy 28 Sơ đồ 3.7: Quy trình cơng nghệ xử lý phân heo theo phương pháp lọc thiêu đốt 29 Sơ đồ 3.8: Sự di chuyển nước thải cánh đồng lọc chậm 30 Sơ đồ 4.1: Quá trình phân hủy chất hữu điều kiện yếm khí 41 Sơ đồ 4.2: Ảnh hưởng nhiệt độ lên khả sinh khí hầm ủ 43 B ĐỒ THỊ Sơ đồ Sự biến thiên pH nghiệm thức .65 Đồ thị 6.2 Sự biến thiên nồng độ SS nghiệm thức 69 Đồ thị 6.3 Sự biến thiên nồng độ BOD5 nghiệm thức 75 Đồ thị 6.4 Sự biến thiên nồng độ COD nghiệm thức 80 Đồ thị 6.5 Sự biến thiên lượng E.Coli nghiệm thức 81 Đồ thị 6.6 So sánh hiệu xử lý SS nghiệm thức .82 Đồ thị 6.7 So sánh hiệu xử lý BOD5 nghiệm thức 82 Đồ thị 6.8 So sánh hiệu xử lý COD nghiệm thức 83 C HÌNH ẢNH Hình 2.1 Chế phẩm BIO_D Hình 2.2 Chế phẩm SEMSR Hình 3.1: Ơ nhiễm nguồn nước mặt chất thải chăn nuôi heo quận 2, Tp.HCM 19 Hình 3.2: Các khu vực hồ sinh vật .31 Hình 3.3: Bể lọc sinh học 31 SVTH: Vũ Thị Anh MSSV: 105111002 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn Hình 3.4: Bể Earotank (bể bùn hoạt tính) 32 Hình 3.5: Mương oxy hóa 32 Hình 4.1: The hydrolytic bacteria (Vi khuẩn thủy phân) 36 Hình 4.2 Pseudomonas sp 37 Hình 4.3: Vi khuẩn Syntrophomonas wolfei 37 Hình 4.4: Hình thái chung tế bào vi khuẩn methane 38 Hình 4.5: Một số vi khuẩn methanogens 40 Hình 4.6: Bể tự hoại 44 Hình 4.7 : Bể UASB 45 Hình 4.8: Bể lên men metan .45 Hình 4.9: Hầm biogas 46 Hình 4.10: Sử dụng lượng Biogas 46 Hình 5.1 : Mơ hình phân hủy kỵ khí nước thải chăn ni heo 48 Hình 5.2:Mơ hình phân hủy kỵ khí nước thải chăn ni heo 49 Hình 5.3: Hiện tượng sinh vòng indole sau nhỏ thuốc thử Kovac 54 Hình 5.4: Hiện tượng quan sát sau ngày chạy mơ hình 55 Hình 5.5: Hiện tượng quan sát sau 14 ngày .55 Hình 5.6: Hiện tượng quan sát sau 42 ngày .56 MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN SVTH: Vũ Thị Anh MSSV: 105111002 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ VÀ SƠ ĐỒ CHƯƠNG I MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Nội dung nghiên cứu .2 1.4 Bố cục dự kiến CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ CHẾ PHẨM SINH HỌC 2.1 Chế phẩm sinh học 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Công nghệ sản xuất chế phẩm sinh học 2.2 GIới thiệu chế phẩm sinh học khảo sát 2.2.1 Chế phẩm sinh học BIO-D 2.2.2 Chế phẩm sinh học SEMSR 2.3 Tiêu chuẩn việt nam TCVN 7403:2003 2.3.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng cho chế phẩm sinh học dùng cho xử lý hầm cầu vệ sinh – dạng bột 10 2.3.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng cho chế phẩm sinh học dùng cho xử lý hầm cầu vệ sinh – dạng lỏng .11 CHƯƠNG III NƯỚC THẢI CHĂN NI 3.1 Nguồn gốc phát sinh, thành phần tính chất chất thải chăn nuôi 3.1.1 Chất thải rắn lỏng 3.1.1.1 Phân 12 3.1.1.2 Xác súc vật chết 15 3.1.1.3 Thức ăn dư thừa, vật liệu lót chuồng chất thải khác 15 SVTH: Vũ Thị Anh MSSV: 105111002 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn 3.1.1.4 Nước thải chăn nuôi 15 3.1.2 Chất thải khí 3.1.2.1 Mùi chuồng ni .16 3.1.2.2 Sự hình thành khí chuồng ni 17 3.1.2.3 Phân loại khí chuồng nuôi .17 3.2 Ơ nhiểm mơi trường chất thải chăn ni 3.2.1 Ơ nhiễm mơi trường nước 18 3.2.2 Ô nhiễm mơi trường khơng khí 20 3.2.3 Ơ nhiễm mơi trường đất .25 3.3 Xử lý sử dụng chất thải chăn nuôi 3.3.1 Phương pháp xử lý mùi .25 3.3.2 Phương pháp xử lý phân 3.3.2.1 Phương pháp sinh học .26 3.3.2.2 Xử lý học 27 3.3.3 Phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi 29 CHƯƠNG IV CƠNG NGHỆ SINH HỌC KỴ KHÍ XỬ LÝ NUỚC THẢI CHĂN NUÔI 4.1 Giới thiệu .34 4.2 Vi sinh vật tham gia trình sinh học kỵ khí 4.2.1 Nhóm 1: vi khuẩn thủy phân 35 4.2.2 Nhóm 2: Vi khuẩn lên men acid 36 4.2.3 Nhóm 3: Vi khuẩn acetic .37 4.2.4 Nhóm 4: Nhóm vi khuẩn metan 37 4.3 Các trình sinh học kỵ khí 4.3.1 Giai đoạn thủy phân 41 4.3.2 Giai đoạn acid hóa 41 4.3.3 Giai đoạn acetat hóa 42 4.3.4 Giai đoạn methane hóa .42 SVTH: Vũ Thị Anh MSSV: 105111002 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn 4.4 Các yếu tố kiểm sốt q trình kỵ khí 4.4.1 Nhiệt độ .42 4.4.2 Thời gian lưu 43 4.4.3 pH 43 4.4.4 Cạnh tranh vi khuẩn metan vi khuẩn khử sulfate 43 4.4.5 Các yếu tố gây độc .43 4.6 Một số cơng trình ứng dụng cơng nghệ sinh học kỵ khí 4.6.1 Bể tự hoại 44 4.6.2 UASB 44 4.6.3 Bể lên men metan 45 4.6.4 Hầm Biogas 46 CHƯƠNG V NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHÊN CỨU 5.1 Thời gian địa điểm tiến hành 5.2 Vật liệu thí nghiệm 5.2.1 Đối tượng nghiên cứu 47 5.2.2 Dụng cụ, thiết bị 47 5.3 Phương pháp nghiên cứu 5.3.1 Mơ hình phân hủy kỵ khí 48 5.3.2 Bố trí thí nghiệm 48 5.3.2.1 Thí nghiệm xác định thông số nước thải đầu vào 48 5.3.2.2 Thí nghiệm xác định thơng số nước thải bổ sung BIO-D sau ngày 54 5.3.2.3 Thí nghiệm xác định thơng số nước thải bổ sung BIO-D sau 14 ngày 55 5.3.2.4 Thí nghiệm xác định thông số nước thải bổ sung BIO-D sau 35 ngày 56 5.3.2.5 Thí nghiệm xác định thơng số nước thải bổ sung BIO-D sau 42 ngày 56 SVTH: Vũ Thị Anh MSSV: 105111002 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn 5.3.2.6 Thí nghiệm xác định thông số nước thải bổ sung SEMSR-09 sau ngày 57 5.3.2.7 Thí nghiệm xác định thơng số nước thải bổ sung SEMSR-09 sau 14 ngày 57 5.3.2.8 Thí nghiệm xác định thông số nước thải bổ sung SEMSR-09 sau 35 ngày 57 5.3.2.9 Thí nghiệm xác định thơng số nước thải bổ sung SEMSR-09 sau 42ngày 57 CHƯƠNG VI KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 6.1 Kết 59 6.2 Thảo luận .64 CHƯƠNG VII KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1 Kết luận 84 7.2 Kiến nghị .84 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC PHỤ LỤC Bảng Các thông số môi trường mẫu đối chứng SVTH: Vũ Thị Anh MSSV: 105111002 Đồ án tốt nghiệp Thời gian (ngày) GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn pH SS BOD5 COD E.Coli (mg/l) (mgO2/l) (mgO2/l) (MPN/100ml) 6,40 4000 800 8000 460.108 6,39 5000 700 8320 460.108 6,44 5000 740 8640 460.108 6,20 4800 980 12480 1100.108 6,21 5000 980 12800 1100.108 6,22 5000 1000 12800 1100.108 14 6,22 3200 800 9600 240.108 14 6,25 3300 800 10560 240.108 14 6,25 3500 900 11200 240.108 35 7,0 1000 400 5760 150.108 35 7,01 1500 500 5440 150.108 35 7,04 1000 440 5760 150.108 42 7,35 800 300 6080 120.108 42 7,39 600 300 5440 120.108 42 7,37 1000 200 4800 120.108 SVTH: Vũ Thị Anh MSSV: 105111002 Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Lâm Vĩnh Sơn Hình 1: Nơi lấy mẫu nước thải Hình 2: Khu vực xung quanh nơi lấy mẫu nước thải SVTH: Vũ Thị Anh MSSV: 105111002 ... số nước thải bổ sung chế phẩm BIO- D sau 35 ngày 61 Bảng 6.4 Kết thông số nước thải bổ sung chế phẩm BIO- D sau 42 ngày 61 Bảng 6.5 Kết thông số nước thải bổ sung chế phẩm. .. d? ?? kiến CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ CHẾ PHẨM SINH HỌC 2.1 Chế phẩm sinh học 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Công nghệ sản xuất chế phẩm sinh học 2.2 GIới thiệu chế phẩm sinh học. .. 2.2.1 Chế phẩm sinh học BIO- D 2.2.2 Chế phẩm sinh học SEMSR 2.3 Tiêu chuẩn việt nam TCVN 7403:2003 2.3.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật áp d? ??ng cho chế phẩm sinh học d? ?ng cho xử lý hầm