Thông tin tài liệu
i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - - ĐẶNG THỊ HỒNG PHƢƠNG NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN SAU Q TRÌNH XỬ LÝ YẾM KHÍ BẰNG PHƢƠNG PHÁP SBR Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng Mã số: 60 85 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS PHAN ĐỖ HÙNG THÁI NGUYÊN - 2012 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực, đầy đủ, rõ nguồn gốc chưa sử dụng để bảo vệ học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn Tôi xin chịu trách nhiệm trước Hội đồng bảo vệ luận văn, trước Khoa Nhà trường thông tin, số liệu đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, 25 tháng 09 năm 2012 Ngƣời viết cam đoan Đặng Thị Hồng Phƣơng ii LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, xin gửi lời cảm ơn tới TS Phan Đỗ Hùng – Trưởng Phịng Cơng nghệ nước xử lý nước thải – Viện Công Nghệ Môi Trường – Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam hướng dẫn tận tình tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu thực nghiệm thời gian thực luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo Khoa Tài nguyên Môi trường, Khoa Sau Đại học - Trường Đại học Nông lâm, Đại học Thái Nguyên hướng dẫn, tạo điều kiện giúp đỡ thời gian tiến hành đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn cô, chú, anh, chị, cán nhân viên phịng Cơng nghệ nước xử lý nước thải – Viện Công Nghệ Môi Trường giúp đỡ suốt q trình thực tập Viện Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc tới gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp quan tâm động viên, giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, 25 tháng 09 năm 2012 Tác giả luận văn Đặng Thị Hồng Phƣơng iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu đề tài 3 Yêu cầu đề tài 4 Ý nghĩa đề tài 4.1 Ý nghĩa nghiên cứu khoa học 4.2 Ý nghĩa thực tiễn Chƣơng TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cơ sở khoa học đề tài 1.1.1 Cơ sở lý luận 1.1.1.1 Quá trình oxy hóa amoni 1.1.1.2 Quá trình khử nitrat 12 1.1.2 Cơ sở thực tiễn 14 1.2 Tổng quan tình hình chăn ni lợn 17 1.3 Tổng quan chất thải chăn nuôi lợn trạng quản lý chất thải chăn nuôi lợn giới Việt Nam 19 1.3.1 Đặc điểm chất thải chăn nuôi lợn 19 1.3.1.1 Chất thải rắn - Phân 20 1.3.1.2 Nƣớc tiểu 22 1.3.1.3 Nƣớc thải 22 1.3.1.4 Khí thải 24 1.3.2 Tổng quan quản lý chất thải chăn nuôi lợn giới 24 1.3.3 Tình hình quản lý chất thải chăn ni lợn Việt Nam 26 1.3.3.1 Chất thải rắn 26 1.3.3.2 Chất thải lỏng 27 1.4 Một số phƣơng pháp xử lý nƣớc thải chăn nuôi 28 1.4.1 Xử lý nƣớc thải chăn ni phƣơng pháp học hóa lý 29 1.4.2 Phƣơng pháp ứng dụng công nghệ sinh thái sử dụng thực vật thủy sinh 29 1.4.3 Xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn phƣơng pháp sinh học kỵ khí 30 1.4.3.1 Bể Biogas 32 1.4.3.2 Hồ kỵ khí 33 1.4.3.3 Q trình lọc sinh học kỵ khí 34 1.4.3.4 Quá trình kỵ khí UASB 34 1.4.3.5 Bể EGSB (Expanded Granular Slugde Bed) 35 iv 1.4.4 Xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn phƣơng pháp hiếu khí – thiếu khí 36 1.4.4.1 Phƣơng pháp bùn hoạt tính hiếu khí – thiếu khí kết hợp 37 1.4.4.2 Phƣơng pháp lọc sinh học ngập nƣớc hiếu khí – thiếu khí kết hợp: 37 1.4.4.3 Phƣơng pháp mƣơng ôxy hóa 38 1.4.4.4 Phƣơng pháp Anamox 38 1.4.4.5 Công nghệ SBR 39 1.5 Tình hình nghiên cứu nƣớc 42 1.5.1 Trong nƣớc 42 1.5.2 Ngoài nƣớc 43 Chƣơng 45 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45 2.1 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 45 2.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu 45 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 45 2.2 Thời gian địa điểm nghiên cứu 45 2.2.1 Thời gian nghiên cứu 45 2.2.2 Địa điểm nghiên cứu 45 2.3 Nội dung nghiên cứu 45 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 46 2.4.1 Phƣơng pháp khảo sát trƣờng 46 2.4.2 Xây dựng mơ hình thí nghiệm 46 2.4.3 Các chế độ thí nghiệm 48 2.4.3.1 Các chế độ thí nghiệm nghiên cứu ảnh hƣởng chế độ sục khí đến hiệu hoạt động hệ thống SBR 48 2.4.3.2 Các chế độ thí nghiệm nghiên cứu ảnh hƣởng chế độ cấp nƣớc thải đến hiệu hoạt động hệ thống SBR 49 2.4.4 Phƣơng pháp phân tích 51 2.4.5 Phƣơng pháp tính tốn 51 Chƣơng 53 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 53 3.1 Đặc trƣng nƣớc thải thí nghiệm 53 3.2 Sự thay đổi thông số vận hành chu trình xử lý chế độ thí nghiệm 53 3.2.1 Sự thay đổi nồng độ oxy hòa tan (DO), pH khả khử oxy hóa (ORP) 53 3.2.2 Sự thay đổi thông số vận hành khác 56 3.3 Ảnh hƣởng tải lƣợng COD, T-N đến hiệu suất xử lý COD Nitơ 58 3.3.1 Hiệu xử lý COD 58 v 3.3.2 Hiệu xử lý Nitơ 59 3.4 Ảnh hƣởng chế độ sục khí đến hiệu suất xử lý COD, Nitơ 61 3.4.1 Ảnh hƣởng chế độ sục khí đến hiệu xử lý COD 61 3.4.2 Ảnh hƣởng chế độ sục khí đến hiệu xử lý Nitơ 62 3.4.2.1 Hiệu xử lý N-NH4+ 62 3.4.2.2 Sự chuyển hóa NO2- 63 3.4.2.3 Sự chuyển hóa NO3- 63 3.4.2.4 Hiệu xử lý T-N: 65 3.5 Ảnh hƣởng chế độ cấp nƣớc đến hiệu suất xử lý COD, N 67 3.5.1 Ảnh hƣởng chế độ cấp nƣớc đến hiệu suất xử lý COD 67 3.5.2 Ảnh hƣởng chế độ cấp nƣớc đến hiệu suất xử lý Nitơ 68 3.5.2.1 Hiệu xử lý N-NH4+ 68 3.5.2.2 Hiệu xử lý N-NO3- N-NO2- 69 3.5.2.3 Hiệu xử lý T-N 70 3.6 Đánh giá hiệu xử lý COD, N-NH4+, T-N hệ thống SBR chế độ vận hành khác 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 79 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt BOD Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa sinh hóa COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa hóa học DO Dissolved Oxygen Oxy hịa tan JICA Japanes International Cooperation Agency Cơ quan hợp tác quốc tế Nhật Bản FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations Tổ chức Lƣơng thực Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc Bộ Tài nguyên Môi trƣờng BTNMT MLSS Mixed Liquoz Suspended Solids Chất rắn lơ lửng hỗn dịch SBR Sequencing Batch Reactor Bể phản ứng hoạt động gián đoạn SVI Sludge Volume Index Chỉ số bùn - thể tích 1g bùn chiếm chỗ trạng thái lắng SV30 Sludge Volume Thể tích bùn lắng 30 phút TDS Total Dissolved Solids Tổng chất rắn hòa tan TSS Total Suspended Solids Tổng hàm lƣợng cặn SS Suspended Solids Chất rắn lơ lửng T-N Tổng Nitơ T-P Tổng Phốt UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket Bể với lớp bùn kỵ khí dịng hƣớng lên VSV Vi sinh vật VK Vi khuẩn QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam CS Cộng ORP Oxidation Reduction Protenial of a liquid Khả khử oxy hóa vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Hiệu xử lý N cơng trình xử lý thông thƣờng Bảng 1.2 Ảnh hƣởng tỷ lệ BOD/T-N đến (%) VSV tự dƣỡng hệ hiếu khí Bảng 1.3 Ảnh hƣởng nhiệt độ đến tốc độ sinh trƣởng vi sinh vật nitrat hóa 10 Bảng 1.4 Khối lƣợng phân nƣớc tiểu gia súc thải ra/1 ngày đêm 20 Bảng 1.5 Thành phần (%) phân gia súc gia cầm 21 Bảng 1.6 Một số thành phần vi sinh vật chất thải rắn chăn nuôi lợn 21 Bảng 1.7 Thành phần trung bình nƣớc tiểu lọai gia súc 22 Bảng 1.8 Chất lƣợng nƣớc thải theo điều tra trại chăn nuôi tập trung23 Bảng 1.9: Thành phần khí hỗn hợp khí Biogas 32 Bảng 2.1: Chi tiết thiết bị thí nghiệm 45 Bảng 2.2 Các chế độ vận hành 46 Bảng 2.3: Các chế độ cấp nƣớc thải cho hệ thống SBR 47 Bảng 3.1: Đặc trƣng nƣớc thải chăn ni lợn sau xử lý yếm khí 50 Bảng 3.2 Tổng kết hiệu xử lý COD, N-NH4+ T-N chế độ vận hành hệ thống SBR 69 Bảng 3.3 So sánh hiệu xử lý COD, N-NH4+, T-N 70 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ trình khử hợp chất Hình 1.2 Mơ hình quản lý chất thải rắn chăn nuôi giới 25 Hình 1.3: Sơ đồ cấu tạo bể UASB 34 Hình 1.4 Sơ đồ hoạt động bể SBR 38 Hình 2.1: Sơ đồ hệ thiết bị thí nghiệm SBR 44 Hình 3.1 Sự biến đổi DO, pH, ORP theo thời gian chu trình CĐ2 52 Hình 3.2 Sự biến đổi DO, pH, ORP theo thời gian chu trình CĐ3 52 Hình 3.3: Nhiệt độ chế độ thí nghiệm 54 Hình 3.4 Nồng độ MLSS chế độ thí nghiệm 55 Hình 3.5: Chỉ số SVI chế độ thí nghiệm 56 Hình 3.6 Ảnh hƣởng tỷ lệ chất hữu cơ/N tải lƣợng bùn đến hiệu suất xử lý COD 57 Hình 3.7 Ảnh hƣởng tỷ lệ COD:N tỷ lệ bùn đến hiệu suất chuyển hóa T-N 58 Hình 3.8: Hiệu suất xử lý COD chế độ thí nghiệm khác 59 Hình 3.9 Ảnh hƣởng chế độ sục khí đến chuyển hóa N-NH4+ 60 Hình 3.10: Ảnh hƣởng chế độ sục khí đến chuyển hóa NO2- 61 Hình 3.11: Ảnh hƣởng chế độ sục khí đến chuyển hóa NO3- 62 Hình 3.12 T-N vào, hiệu suất xử lý T-N 63 Hình 3.13 Ảnh hƣởng chế độ cấp nƣớc thải đến hiệu suất xử lý COD 64 Hình 3.14 Ảnh hƣởng chế độ cấp nƣớc đến hiệu suất xử lý N-NH4+ 65 Hình 3.15 Ảnh hƣởng chế độ cấp nƣớc đến chuyển hóa N-NO3- 66 Hình 3.16 Ảnh hƣởng chế độ cấp nƣớc đến chuyển hóa N-NO2- 66 Hình 3.17 Ảnh hƣởng chế độ cấp nƣớc đến hiệu suất xử lý T-N 67 Hình 3.18 So sánh hiệu suất xử lý T-N chế độ thí nghiệm 69 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Chăn nuôi lĩnh vực gắn liền với sống ngƣời Để đáp ứng nhu cầu ăn uống ngƣời lƣợng thịt để tiêu thụ phải đảm bảo đáp ứng đƣợc nhu cầu Những năm gần đây, với chủ trƣơng mở cửa, thúc đẩy phát triển kinh tế nƣớc ta, lĩnh vực chăn nuôi đạt đƣợc nhiều tiến Chăn nuôi nƣớc ta dần phát triển mạnh theo hƣớng chăn nuôi tập trung trang trại Tại thời điểm ngày 1/10/2009, tổng đàn lợn nƣớc ta đạt 27627 triệu con, tăng 3,47% so với kỳ năm 2008 Sản lƣợng thịt lợn xuất chuồng nƣớc ƣớc đạt 2931 triệu tấn, tăng 4,45% so với kỳ năm 2008 Lĩnh vực chăn nuôi nƣớc ta phát triển nhanh chóng tăng dần tỷ trọng ngành nông nghiệp Năm 2009, Việt Nam vƣơn lên đứng thứ Châu Á sau Trung Quốc sản lƣợng thịt lợn [2] Trên giới chăn nuôi chiếm khoảng 70% đất nơng nghiệp 30% tổng diện tích đất tự nhiên (khơng kể diện tích bị băng bao phủ) Chăn ni đóng góp khoảng 40% tổng GDP nơng nghiệp toàn cầu, giải việc làm cho 1,3 tỉ dân [1] Tuy nhiên, bên cạnh đóng góp tích cực cho phát triển kinh tế - xã hội, việc phát triển chăn nuôi lợn để lại tác động tiêu cực đến mơi trƣờng, làm suy thối chất lƣợng đất, chất lƣợng nƣớc khơng khí xung quanh khu vực nuôi lợn Nguyên nhân ảnh hƣởng chất thải chăn nuôi lợn, cụ thể: phân, nƣớc tiểu nƣớc rửa chuồng trại Sản lƣợng thịt lợn cung cấp thị trƣờng ngày tăng, lƣợng chất thải môi trƣờng ngày tăng theo Chất thải chăn nuôi lợn gây ảnh hƣởng xấu đến môi trƣờng xung quanh, đến sức khỏe ngƣời đặc biệt, chúng đóng góp phần lớn khí gây hiệu ứng nhà kính, biến đổi khí hậu Ngồi chất thải rắn chất thải lỏng, chăn ni đóng góp khoảng 18% hiệu ứng nóng lên trái đất 68 Các kết thí nghiệm thu đƣợc hình 3.13 cho thấy: - Ở giai đoạn đầu, khởi động, hệ thống hoạt động nên kết thực nghiệm chƣa ổn định, kết sử dụng hệ thống hoạt động cho kết ổn định - Trong chế độ thí nghiệm, CĐ 1:1 cho kết xử lý COD thấp ổn định, nhƣng đạt 85% Ở chế độ thí nghiệm CĐ 2:1, hiệu xử lý COD cao ổn định Hiệu suất xử lý COD đạt khoảng 90%, nồng độ COD đầu tƣơng đối ổn định, khoảng 100 mg/L Nhƣ chế độ cấp nƣớc thải có ảnh hƣởng rõ rệt đến hiệu suất xử lý COD Chế độ cấp nƣớc thải lần mức tỷ lệ cấp nƣớc lần khác cho hiệu suất xử lý COD nƣớc thải khác Theo đó, chế độ cấp nƣớc lần, tỷ lệ cấp lần lần 2:1 (CĐ 2;1) cho hiệu suất xử lý COD cao ổn định 3.5.2 Ảnh hưởng chế độ cấp nước đến hiệu suất xử lý Nitơ 3.5.2.1 Hiệu xử lý N-NH4+ Hiệu xử lý N-NH4+ chế độ thí nghiệm khác đƣợc thể hình 3.14 COD, mg/l Kết thí nghiệm N-NH4+ 500 100 400 80 300 60 200 40 CĐ 1:1 CĐ 2:1 CĐ 3:1 100 20 14 12 10 80 60 40 20 0 NH4+ vào NH4+ HS Thời gian, ngày Hình 3.14 Ảnh hƣởng chế độ cấp nƣớc đến hiệu suất xử lý N-NH4+ 69 Chế độ cấp nƣớc thải lần tỷ lệ cấp nƣớc khác có hiệu tốt với việc xử lý N-NH4+ nƣớc thải Ở CĐ 1:1, chế độ thí nghiệm cấp nƣớc lần với tỷ lệ cấp nƣớc lần 1:1, hiệu suất xử lý N-NH4+ đạt 95% Và chế độ thí nghiệm cịn lại, CĐ 2:1 CĐ 3:1, hiệu suất xử lý NNH4+ đạt tối đa, 100% tƣơng đối ổn định 3.5.2.2 Hiệu xử lý N-NO3- N-NO2Hiệu xử lý N-NO3- N-NO2- chế độ thí nghiệm khác đƣợc thể hình 3.15 hình 3.16 Kết thí nghiệm N-NO380 CĐ 1:1 CĐ 3:1 CĐ 2:1 COD, mg/l 60 N-NO3- vào 40 N-NO3- 20 14 12 10 80 60 40 20 0 Thời gian, ngày Hình 3.15 Ảnh hƣởng chế độ cấp nƣớc đến chuyển hóa N-NO3- Kết thí nghiệm N-NO2 80 CĐ 1:1 CĐ 2:1 CĐ 3:1 N-NO2- vào N-NO2- 40 20 Thời gian, ngày 14 12 10 80 60 40 20 0 COD, mg/l 60 70 Hình 3.16 Ảnh hƣởng chế độ cấp nƣớc đến chuyển hóa N-NO2Qua kết thí nghiệm thể hình 3.15 hình 3.16 cho thấy chế độ cấp nƣớc thải có ảnh hƣởng rõ rệt đến chuyển hóa nitrat nitorit Ở chế độ thí nghiệm này, chế độ sục khí đƣợc lựa chọn theo kết thí nghiệm trƣớc, chế độ sục khí gián đoạn chu trình Do vậy, chuyển hóa nitrat nitrit tối đa 3.5.2.3 Hiệu xử lý T-N Hiệu xử lý T-N chế độ thí nghiệm khác đƣợc thể hình 3.17 Kết thí nghiệm T-N COD, mg/l CĐ 1:1 CĐ 2:1 CĐ 3:1 500 100 400 80 300 60 T-N vào T-N 200 40 HS 100 20 14 12 10 80 60 40 20 0 Thời gian, ngày Hình 3.17 Ảnh hƣởng chế độ cấp nƣớc đến hiệu suất xử lý T-N Kết qủa thí nghiệm thể hình 3.17 cho thấy, hiệu suất xử lý T-N chế độ thí nghiệm thay đổi rõ rệt Ở chế độ CĐ 2:1, chế độ thí nghiệm cấp nƣớc lần, tỷ lệ cấp nƣớc lần 1:1 hiệu suất xử lý T-N cao, đạt 80% nhƣng ổn định So sánh kết thí nghiệm chế độ 71 cho thấy, CĐ 2:1 cho kết cao ổn định Hiệu suất loại T-N nƣớc thải chăn nuôi CĐ 2:1 đạt khoảng 85-90% 3.6 Đánh giá hiệu xử lý COD, N-NH4+, T-N hệ thống SBR chế độ vận hành khác Ảnh hƣởng chế độ vận hành khác có ảnh hƣởng khác đến hiệu suất xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn sau q trình xử lý yếm khí hệ thống SBR Căn vào kết nghiên cứu phần trên, bảng 3.2 thống kê hiệu xử lý COD, Nitơ nƣớc thải chăn nuôi hệ thống SBR chế độ vận hành khác nhƣ sau: Bảng 3.2 Tổng kết hiệu xử lý COD, N-NH4+ T-N chế độ vận hành hệ thống SBR Hiệu xử lý (%) Chế độ sục khí (Cấp nƣớc lần) Chế độ cấp nƣớc lần (sục khí gián đoạn chu trình) CĐ CĐ CĐ CĐ 1:1 CĐ 2:1 CĐ 3:1 COD 85-90 90 90 85 90 88-90 N-NH4+ 75-90 99 99 95 100 100 T-N 75 80 85 80 90 86 Trong đó: - CĐ 1: Thí nghiệm 12 giờ/mẻ, sục khí giờ, chu trình hiếu khí thiếu khí - CĐ 2: Thí nghiệm 12 giờ/mẻ, sục khí giờ, chu trình hiếu khí thiếu khí CĐ 3: Thí nghiệm 12 giờ/mẻ, sục khí giờ, chu trình hiếu khí thiếu khí CĐ 1:1: Chế độ cấp nước lần, tỷ lệ cấp nước lần cấp 1:1 CĐ 2:1: Chế độ cấp nước lần, tỷ lệ cấp nước lần cấp 2:1 CĐ 3:1: Chế độ cấp nước lần, tỷ lệ cấp nước lần cấp 3:1 72 Nhìn chung, hiệu xử lý COD N-NH4- chế độ vận hành hệ thống SBR khác biệt nhiều Tuy nhiên, hiệu suất xử lý T-N chế độ vận hành có khác biệt đáng kể Chế độ cấp nƣớc lần cho hệ thống SBR với tỷ lệ cấp nƣớc lần 2:1 cho hiệu suất xử lý T-N cao hẳn Kết đƣợc thể hình 18 nhƣ sau: 100 Hiệu suất (%) 80 60 Hiệu suất xử lý T-N CĐ (%) 40 Hiệu suất xử lý T-N CĐ 3:1 (%) 20 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 Thời gian (ngày) Hình 3.18 So sánh hiệu suất xử lý T-N chế độ thí nghiệm So sánh kết nghiên cứu với nghiên cứu khác đƣợc thể Bảng 3.3 Bảng 3.3 So sánh hiệu xử lý COD, N-NH4+, T-N nghiên cứu khác Hiệu suất Tác giả xử lý COD, % Chang Won Kim 57,4 – 87,4 et al (2000) [19] B.D Edgerton et 79 al (2000) [18] G.Bortone et al 93 (1992) [22] N.Bernet et al 81 - 91 (2000) [27] Nghiên cứu 90 Hiệu suất xử lý NNH4+, % 90,8 – 94,7 Hiệu suất xử lý T-N, % - Chu trình xử lý (giờ) 12 99 - 12 88 - 93 - - - 85 - 91 24 100 90 12 73 Kết tổng kết bảng 3.2 hình 3.18 cho thấy, chế độ vận hành tối ƣu cho hệ thống SBR chế độ vận hành với việc cấp nƣớc lần, tỷ lệ lần cấp nƣớc 2:1 sục khí gián đoạn chu trình thiếu khí – hiếu khí với chu trình xử lý 12 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận - Thành phần nƣớc thải chăn ni lợn sau xử lý kị khí (biogas) cịn chứa nồng độ cao chất hữu nitơ, cần đƣợc tiếp tục xử lý triệt để - Xử lý nƣớc thải chăn ni sau xử lý kị khí phƣơng pháp SBR đạt hiệu xử lý COD Nitơ cao tƣơng đối ổn định với kết cụ thể nhƣ sau: Về hiệu xử lý COD Hệ thống SBR có hiệu suất xử lý COD nƣớc thải chăn nuôi lợn cao, không phụ thuộc vào chế độ vận hành Ở chế độ vận hành khác nhau, nhƣ tỷ lệ COD:N, chế độ sục khí, chế độ cấp nƣớc thải, không ảnh hƣởng nhiều đến hiệu xử lý COD Ở chế độ vận hành hệ SBR, hiệu xử lý COD cao, đạt khoảng 90% Về hiệu xử lý Nitơ - Ảnh hưởng tỷ lệ COD/N: Tỷ lệ C:N có ảnh hƣởng lớn đến hiệu suất xử lý Nitơ, tỷ lệ C:N thấp hiệu suất xử lý T-N thấp khơng đủ chất cho trình khử nitrat Tỷ lệ C: N khoảng – hiệu suất xử lý T-N đạt tƣơng đối cao ổn định khoảng 75 – 85% - Ảnh hưởng chế độ sục khí: Hiệu xử lý N-NH4+ đạt tƣơng đối cao ổn định (đạt xấp xỉ 99%), chứng tỏ thời gian sục khí mẻ tƣơng đối phù hợp, đủ thời gian để thực trình nitrat hóa Thời gian sục khí khoảng /1 chu trình 12 tƣơng đối phù hợp 74 hiệu xử lý T-N Tuy nhiên, chu trình bao gồm hai q trình hiếu khí – thiếu khí xử lý đạt hiệu cao nhất, hiệu suất xử lý T-N 85% - Ảnh hưởng chế độ cấp nước thải: Chế độ cấp nƣớc thải lần kết hợp với chế độ sục khí q trình thiếu – hiếu khí cho kết xử lý N-NH4+ T-N cao Trong đó, chế độ cấp nƣớc lần với tỷ lệ cấp nƣớc lần 2:1 cho hiệu xử lý cao Hiệu suất xử lý N-NH4+ T-N tƣơng ứng đạt 100% 90% Kiến nghị Thực tiếp nghiên cứu để tìm chế độ thích hợp cho hệ xử lý phƣơng pháp SBR Nghiên cứu thêm khả xử lý T-P hệ SBR nƣớc thải chăn nuôi lợn sau Biogas Tìm đƣợc chế độ thích hợp cho phƣơng pháp SBR, áp dụng vào thực tế để góp phần xử lý nƣớc thải chăn nuôi điều kiện Việt Nam 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn (2011), Báo cáo kết thực 12 tháng năm 2011 ngành Nông nghiệp phát triển nông thôn, Trung tâm tin học thống kê Bộ NN&PTCN (2010) http://www.vilico.vn/tin-tuc/Tin-nganh-channuoi/2010-01/891.oms Đại học Nông nghiệp Hà Nội, (2009), “Chất thải chăn nuôi – Hiện trạng giải pháp”, Hội thảo khoa học Lê Văn Khoa, Nguyễn Văn Cự, Bùi Thị Ngọc Dung, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Cái Văn Tranh (2002) Phương pháp phân tích đất, nước, phân bón, trồng, Nhà xuất Giáo dục, T197-214 Lê Công Nhất Phƣơng, (2009), “Nghiên cứu ứng dụng nhóm vi khuẩn Anammox xử lý nƣớc thải nuôi heo”, Luận án tiến sĩ khoa học, Viện Môi trƣờng Tài nguyên, Trƣờng Đại hoc Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh Phạm Hải Thịnh, (2007), “Nghiên cứu xử lý đồng thời thành phần hữu dinh dƣỡng nƣớc thải chăn nuôi lợn phƣơng pháp SBR”, Báo cáo đề tài cấp sở chọn lọc Viện Công nghệ môi trường Phùng Đức Tiến, Nguyễn Duy Điều, Hoàng Văn Lộc, Bạch Thị Thanh Dân, 2009, “Đánh giá thực trạng ô nhiễm môi trƣờng chăn nuôi” , Tạp chí Chăn ni, T 4/ 2009, Tr 10-16 Vũ Đình Tôn, Lại Thị Cúc, Nguyễn Văn Duy (2008), “Đánh giá hiệu xử lý chất thải bể biogas số trang trại chăn nuôi lợn vùng đồng sơng Hồng”, Tạp chí Khoa học phát triển, trƣờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội, số 6/2008 Nguyễn Hữu Trung (2010), “Nghiên cứu xử lý đồng thời thành phần hữu dinh dƣỡng nƣớc thải chăn nuôi lợn phƣơng pháp SBR”, Báo cáo đề tài cấp sở chọn lọc Viện Công nghệ môi trường 76 10 Trịnh Quang Tuyên, Nguyễn Quế Côi, Nguyễn Thị Bình, Nguyễn Tiến Thơng, Đàm Tuấn Tú, 2008, “Thực trạng ô nhiễm môi trƣờng xử lý chất thải chăn nuôi lợn trang trại tập trung” Báo cáo khoa học năm 2008 Bộ NN&PTNT, Viện chăn nuôi, Tr 193-203 11 Phùng Thị Vân, Phạm Sỹ Tiệp, Nguyễn Văn Lục, Nguyễn Giang Phúc Trịnh Quang (2005), “Xây dựng mô hình chăn ni lợn nơng hộ nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng nâng cao suất chăn ni” Tạp chí Chăn ni, Viện Chăn ni 12 Viện Chăn nuôi (2006), Điều tra đánh giá trạng môi trường trại chăn nuôi lợn 13 Viện Công nghệ môi trƣờng Dự án WEP-JICA Nhật Bản (2009) Sổ tay CNXL nước thải công nghiệp 14 Viện KH&CN Môi trƣờng, trƣờng ĐHBKHN (2009), “Báo cáo kết triển khai năm 2009” 15 Vincent Porphyre, Cirad, Nguyễn Quế Côi, NIAH (2006), Thâm canh chăn nuôi lợn, quản lý chất thải bảo vệ môi trường, Nhà xuất Prise Tiếng Anh 16 Ahn YH, Hwang IS, Min KS (2004), “Anammox and Partitial Denitritation in Anaerobic Nitrogen Removal from Figgery Waste” , Wat Sci Tech Vol 49, No 5-6, Pg 145-153 17 Andreottola G, Foladori P, Ragazzi M (2001), “On-line control of a SBR system for nitrogen removal from industrial wastewater”, Wat Sci Tech Vol 43, No 3, pg 93-100 18 B.D Edgerton, D McNevin, C.H Wong, P Menoud, J.P Barford and C.A Mitchell (2000), “Strategies for dealing with piggery effluent in Australia: the sequecing batch reactor as asolution”, Wat Sci Tech Vol 41 No 1, pg 123–126 77 19 Chang Won Kim, Myung –Won Choi, Ji-Yeon Ha (2000), “Optimazation of operating mode for sequecing batch reactor (SBR) treating piggery wastewater with high nitrogen” 2nd Int Sym on SBR Technology IWA, 10 – 12, July, Narbonne, France 20 D.Obaja, S Macé, J Costa, J Mata-Alvarez (2005) “Biological nutrient removal by sequencing batch reactor (SBR) using organic carbon source in digested piggery wastewater”, Science direct, Bioresource Technology , pg 7-14 21 D.Obaja, S Macé, J Costa, C Sans, J Mata-Alvarez (2003), “Nitrification, denitrification and biological phosphorus removal in piggery wastewater using a sequencing batch reactor”, Science direct, Bioresource Technology 87 (2003) 103-111 22 G Bortone, S Gemelli, A Rambaldi and A Tilche (1992), “Nitrification, Denitrification and Biological Phosphate Removal in Sequencing Batch Reactors Treating Piggery Wastewater”, Wat Sci Tech Vol 26, No 5-6 pg 977-985 23 Gaul T et al (2005), “Reactor Technology for Substainable Nitrogen Removal after Anaerobic Digestion” Regional Symposium on Chemical Enginerring, Hanoi, Vietnam, November, 2005 24 Glen T Daigger (2004), “Nutrient Removal Technologies/Alternativees for Small Communities”, Advances in Water and Wastewater Treatment, American Society of Civil Engrineers, 133-147 25 Glend T Daigger (2004), “Nutrient Removal in Fixed-Film Processes: Current Design Practices” Advances in Water and Wastewater Treatment, American Society of Civil Engrineers, 117-132 26 Liangwei Deng, Ping Zheng, Ziai Chen, Qaisar Mahmood (2008), “Improvement on post-treatment of digested swine wastewater”, Science direct, Bioresource Technology Vol 99 pg 3136–3145 78 27 N.Bernet, N Delgenes, J.C Akunna, J.P Delgenes, R Moletta (2000), “Combined anaerobic-aerobic SBR for treatment of piggery wastewater” Wat Res Vol 34, No 2, 611-619 28 Song Yan, Y Filali-Meknassi, R D Tyagi, and R Y Surampalli (2004), “Recent Advances in Wastewater Treatment in Requencing Batch Reactor Advances in Water and Wastewater Treatment” American Society of Civil Engrineers, 148-177 79 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ Đặng Thị Hồng Phƣơng, Phạm Thị Hải Thịnh, Vũ Thị Thu Huế, 2012, “Nghiên cứu ảnh hƣởng chế độ sục khí đến trình xử lý nƣớc thải chăn ni lợn phƣơng pháp sequencing batch reator (SBR)” Tạp chí Khoa học công nghệ, tập 95, số 07, 2012 Đại học Thái Nguyên 80 PHỤ LỤC Hệ thiết bị SBR phịng thí nghiệm Trƣớc 30 phút Sau 30 phút Đo tiêu SV30 Nƣớc thải đầu vào – Nƣớc thải bể phản ứng – Nƣớc thải đầu Phân tích tiêu NH4+ Phân tích tiêu NO2- Phân tích tiêu NO3- ... chất thải chăn nuôi gây 1.4 Một số phƣơng pháp xử lý nƣớc thải chăn nuôi 29 Đối với nƣớc thải chăn ni, áp dụng phƣơng pháp xử lý sau: - Phƣơng pháp xử lý học - Phƣơng pháp xử lý hóa lý - Phƣơng pháp. .. pháp xử lý sinh học Trong phƣơng pháp trên, xử lý sinh học phƣơng pháp chính, cơng trình xử lý sinh học thƣờng đƣợc đặt sau cơng trình xử lý học, hóa lý 1.4.1 Xử lý nước thải chăn nuôi phương pháp. .. ứng yêu cầu xử lý nƣớc thải chăn nuôi Trong khuôn khổ Luận văn thạc sĩ ngành Khoa học Môi trƣờng, đề tài ? ?Nghiên cứu xử nước thải chăn ni lợn sau q trình xử lý yếm khí phương pháp SBR? ?? đƣợc thực
Ngày đăng: 25/03/2021, 08:17
Xem thêm:
