Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi bằng mô hình biogas và kết hợp với hồ thực vật tại địa bàn xã lương phong huyện hiệp hòa tỉnh bắc giang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - - NGUYỄN VĂN PHONG Đề tài: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NI BẰNG MƠ HÌNH BIOGAS VÀ KẾT HỢP VỚI HỒ THỰC VẬT TẠI ĐỊA BÀN XÃ LƢƠNG PHONG, HUYỆN HIỆP HÕA, TỈNH BẮC GIANG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chun ngành : Khoa học mơi trƣờng Khoa : Mơi trƣờng Khóa học : 2011 – 2015 Thái Nguyên - 2015 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - - NGUYỄN VĂN PHONG Đề tài: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI BẰNG MƠ HÌNH BIOGAS VÀ KẾT HỢP VỚI HỒ THỰC VẬT TẠI ĐỊA BÀN XÃ LƢƠNG PHONG, HUYỆN HIỆP HÕA, TỈNH BẮC GIANG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trƣờng Khoa : Môi trƣờng Lớp : K43 – MTC Khóa học : 2011 – 2015 Giảng viên hƣớng dẫn : Th.S Hà Đình Nghiêm Thái Nguyên - 2015 i LỜI CẢM ƠN Thực tập tốt nghiệp giai đoạn cần thiết quan trọng sinh viên, thời gian để sinh viên tiếp cận với thực tế, nhằm củng cố vận dụng kiến thức mà học nhà trường Được trí Ban giám hiệu nhà trường, ban chủ nhiệm Khoa Môi Trường, em thực tập xã Lương Phong Đến em hồn thành q trình thực tập tốt nghiệp Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: Ban giám hiệu trường ĐHNL Thái Nguyên Ban chủ nhiệm khoa tập thể thầy, cô giáo khoa Mơi Trường tận tình giúp dìu dắt em suốt trình học tập Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn quan tâm, đạo tận tình thầy giáo hướng dẫn: Th.S Hà Đình Nghiêm giúp đỡ em suốt trình thực hồn thành khóa luận tốt nghiệp Cuối cùng, em xin gửi tới gia đình bạn bè động viên, giúp đỡ, tạo niềm tin chỗ dựa vững cho em suốt khoảng thời qua vượt qua khó khăn khoảng thời gian thực khóa luận Xin chân thành cảm ơn! Thái nguyên, ngày 12 tháng 05 năm 2015 Sinh viên Nguyễn Văn Phong ii DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 2.1: Lượng phân trung bình gia súc ngày đêm Bảng 2.2: Thành phần hóa học phân heo từ 70 – 100kg Bảng 2.3: Phân loại hồ sinh học 12 Bảng 2.4: Thành phần hóa học giá trị dinh dưỡng lục bình 18 Bảng 4.1: Thông số đầu vào nước thải 34 Bảng 4.2: Diễn biến pH thí nghiệm A1, A2 A3 mơ hình thí nghiệm 35 Bảng 4.3: Diễn biến COD (mg/l) thí nghiệm A1, A2 A3 mơ hình thí nghiệm 37 Bảng 4.4: Diễn biến BOD thí nghiệm A1, A2 A3 mơ hình thí nghiệm 38 Bảng 4.5: Diễn biến T-N (mg/l) thí nghiệm A1, A2 A3 mơ hình thí nghiệm 39 Bảng 4.6: Diễn biến T-P (mg/l) thí nghiệm A1, A2 A3 mơ hình thí nghiệm 41 Bảng 4.7: Diễn biến tiêu phân tích hồ thực vật thí nghiệm 42 Bảng 4.8: Diễn biến tiêu phân tích hồ thực vật thí nghiệm 44 iii DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 2.1: Hình ảnh lục bình 17 Hình 2.2: Hình ảnh rau muống 18 Hình 3.1: Mơ hình biogas truyền thống 21 Hình 3.2: Mơ hình biogas nâng cao hiệu xử lý 22 Hình 3.3: Mơ hình hồ thực vật 22 Hình 4.1: Đồ thị thể diễn biến pH thí nghiệm A1, A2 A3 mơ hình thí nghiệm 35 Hình 4.2: Đồ thị thể diễn biến COD (mg/l) thí nghiệm A1, A2 A3 mơ hình thí nghiệm 37 Hình 4.3: Đồ thị thể diễn biến BOD thí nghiệm A1, A2 A3 mơ hình thí nghiệm 38 Hình 4.4: Đồ thị thể diễn biến T-N (mg/l) thí nghiệm A1, A2 A3 mơ hình thí nghiệm 40 Hình 4.5: Đồ thị thể diễn biến T-P (mg/l) thí nghiệm A1, A2 A3 mơ hình thí nghiệm 41 Hình 4.6: Đồ thị thể diễn biến tiêu hồ thực vật thí nghiệm 43 Hình 4.7: Đồ thị thể diễn biến tiêu hồ thực vật thí nghiệm 45 iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BHXH : Bảo hiểm xã hội DT : Diện tích SL : Sản lượng T- P : Tổng phospho T- N : Tổng Ni – Tơ TTCN : Thị Trường Công Nghiệp TBXH : Thương binh xã hội UBND : Uỷ ban nhân dân v MỤC LỤC PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu yêu cầu đề tài 1.2.1 Mục tiêu 1.2.2 Yêu cầu đề tài 1.3 Ý nghĩa đề tài PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học 2.1.1 Định nghĩa chất thải chăn nuôi 2.1.2 Nguồn gốc phát sinh chất thải chăn nuôi 2.2 Tổng quan nước thải chăn nuôi heo, nguồn gốc phát sinh thành phần tính chất nước thải 2.2.1 Khí thải 2.3 Tổng quan Hồ sinh học xử lí nước thải 10 2.3.1 Quan hệ giới thủy sinh hệ thống hồ sinh học vai trò chúng làm nước thải 12 2.3.2 Xử lý nước thải thực vật 14 2.4 Sơ lược bã mĩa, lục bình rau muống 15 2.4.1 Bã mía 15 2.4.2 Lục bình (Eichhornia crassipers): 16 2.4.3 Cây rau muống (Ipomoea Aquatica): 18 PHẦN 3: ĐỐI TƢỢNG NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 3.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 19 3.1.1 Đối tượng 19 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 19 3.2 Địa điểm thời gian tiến hành 19 3.2.1 Địa điểm đặt mơ hình 19 3.2.2 Thời gian tiến hành nghiên cứu 19 vi 3.3 Nội dung nghiên cứu 19 3.4 Phương pháp nghiên cứu 20 3.4.1 Phương pháp thu thập số liệu 20 3.4.2 Phương pháp xây dựng mơ hình vận hành mơ hình thực nghiệm 20 3.4.3 Phương pháp phân tích 23 3.4.4 Phương pháp tổng hợp phân tích, xử lí số liệu 27 PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 28 4.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội xã Lương Phong, Huyện Hiệp Hòa, Tỉnh Bắc Giang 28 4.1.1 Điều kiện tự nhiên 28 4.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội 30 4.2 Đánh giá hiệu xử lý nước thải chăn nuôi mơ hình biogas truyền thống mơ hình biogas cải tiến (bổ sung bã mía) 34 4.3 Đánh giá hiệu xử lý nước thải hồ thực vật sau xử lý biogas sử dụng chủ yếu lục bình (Eichhornia crasspers) rau muống (Aquatica Ipomoea) 42 4.3.1 Kết nghiên cứu hiệu xử lý hồ thực vật (tiếp theo thí nghiệm A2) 42 4.3.2 Kết nghiên cứu hiệu xử lý hồ thực vật (tiếp theo thí nghiệm A3 ) 44 4.4 Đánh giá hiệu xử lý nước thải chăn ni mơ hình biogas cải tiến kết hợp với hồ thực vật 46 4.4.1 Về hiệu xử lý mơ hình Biogas cải tiến (bổ sung bã mía) 46 4.4.2 Khả xử lí hệ thống hồ sinh học thực vật 47 PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 49 5.1 Kết luận 49 5.2 Kiến nghị 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Chăn ni hình thức phổ biến địa phương nước đặc biệt khu vực nơng thơn Với vai trị ngành cung cấp lượng protein động vật chủ yếu bữa ăn hàng ngày cộng đồng cung cấp cho ngành công nghiệp chế biến thực phẩm… Số vật nuôi sở chăn nuôi năm qua tăng đáng kể Với truyền thống sản xuất từ xưa cũ trang trại chăn nuôi thường bên cạnh sông hay nằm khu vực dân cư, vấn đề ô nhiễm môi trường xung quanh làm chất lượng môi trường thành phần suy thoái vấn nạn đòi hỏi cần giải Do vậy, ngày nhiều dịng sơng, kênh rạch nhiễm trầm trọng tiếp nhận dòng thải từ hoạt động Nằm mối quan hệ mật thiết thành phần môi trường, tất yếu khơng khí, nước ngầm, đất sinh vật có người bị đe dọa Xuất phát từ nhận thức đó, nhiều dự án, chương trình nhằm giải vấn đề ô nhiễm môi trường chăn nuôi tiến hành giải pháp hỗ trợ việc giảm tải lượng nồng độ ô nhiễm trước xả thải mơi trường Trong có việc xây dựng hệ thống biogas Sau thời gian hoạt động, cơng trình góp phần tích cực cơng tác kiểm sốt chất lượng dịng thải xả nguồn tiếp nhận, đồng thời thu khí sinh học phát sinh phân hủy kị khí làm nhiên liệu phục vụ mục đích khác có việc góp phần giải tốn lượng phục vụ sinh hoạt, đặc biệt có ý nghĩa vùng nông thôn ngày … Tuy vậy, thực tế vận hành, chất lượng nước sau xử lý hầm biogas nhìn chung chưa tối ưu thải sơng ngịi Xuất phát từ vấn đề thực tế trên, nhằm nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo việc xây dựng mơ hình thí quy mơ phịng thí nghiệm giúp nâng cao hiệu xử lý so với áp dụng với mơ hình biogas, với việc bổ sung thêm ngăn lọc bã mía đầu bể, hệ thống nước thải đầu cho qua xử lý hồ thực vật, đề tài "Nghiên cứu nâng cao hiệu xử lý nước thải chăn ni mơ hình biogas kết hợp với hồ thực vật địa bàn xã Lương Phong, Huyện Hiệp Hòa, Tỉnh Bắc Giang" 1.2 Mục tiêu yêu cầu đề tài 1.2.1 Mục tiêu - Nghiên cứu hiệu xử lý nước thải chăn ni heo mơ hình biogas có bổ sung số điểm khác biệt so với mơ hình truyền thống - Nghiên cứu khả xử lý nước thải hồ sinh học thực vật 1.2.2 Yêu cầu đề tài - Làm mơ hình thí nghiệm biogas, so sánh mơ hình biogas truyền thống với mơ hình biogas cải tiến (có bổ xung bã mía) - Thu thập thông tin, tài liệu điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội xã Lương Phong - Số liệu phân tích phải xác, khách quan, trung thực 1.3 Ý nghĩa đề tài - Ý nghĩa học tập nghiên cứu khoa học + Nâng cao kiến thức, kĩ rút kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác sau + Vận dụng phát huy kiến thức học vào nghiên cứu -Ý nghĩa thực tiến + Hướng tới công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi sinh học đơn giản dễ áp dụng, không tốn nhiều chi phí vận hành, nhiều hội thu sản phẩm từ trình phục vụ sản xuất, sinh hoạt cho cộng đồng, đặc biệt vùng nông thôn 36 Từ bảng 4.2 đồ thị 4.1 cho ta thấy chênh lệch pH thí ngiệm không đáng kể Ở A2 A3 ngày thứ pH < 7,0 thể tính acid, chứng tỏ giai đoạn đầu q trình phân hủy kỵ khí – giai đoạn thủy phân sau lên men acid - Ở thí nghiệm A1 diễn biến pH ngày đầu 7,3 đến ngày thứ pH tăng nhẹ lên 7,13 ngày thứ 10 pH lên tới 7,6 đến ngày thứ 20 pH tăng lên - Ở thí nghiệm A2 pH từ ngày đầu từ 7,3 xuống 6,8 ngăn đầu bổ xung bã mía lên pH chưa ổn định, đến ngày thứ 10 pH tăng mạnh lên 7,8 kết thúc thí nghiệm pH - Ở thí nghiệm A3 pH ngày đầu 7,3 đến ngày thứ pH xuống 6,87 mơi trường có tính acid Đến cuối thí nghiệm pH tăng lên tới 8,2 Ngun nhân làm mơi trường có tính acid chất hữu phức tạp bị thủy phân thành chất hữu đơn giản chất chế q trình lên men acid Sau q trình lên men mơi trường dần chuyển sang kiềm, vi sinh vật lên men acid bị ức chế Quá trình chuyển dần sang lên men methane Cuối thí nghiệm pH A2 thí nghiệm 8, với lần nhắc lại thứ biogas cải tiến bổ sung bã mía pH thay đổi không đáng kể từ ngày đầu ngày thứ 10 pH dao động từ 7,3 – 7,5 Trung bình pH A1 7,58 cịn A2 7,62 A3 7,57 Trung bình pH thí nghiệm cho ta thấy chênh lệch khơng đáng kể pH thể tính acid Có thể thấy việc bổ xung bã mía khơng ảnh hưởng lớn đến Diễn biến pH theo thời gian cung cấp lượng đường cho hoạt động phân hủy nước thải điều kiện kỵ khí b) Diễn biến COD (mg/l) thí nghiệm A1, A2 A3 37 Bảng 4.3: Diễn biến COD (mg/l) thí nghiệm A1, A2 A3 mơ hình thí nghiệm Chỉ tiêu Ngày Ngày Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 COD - A1 (mg/l) 313,3 309 297,6 276 265 COD - A2 (mg/l) 313,3 286 249,6 265,6 198,9 COD - A3 (mg/l) 313,3 296 261 274 187 Hình 4.2: Đồ thị thể diễn biến COD (mg/l) thí nghiệm A1, A2 A3 mơ hình thí nghiệm Từ bảng 4.3 đồ thị 4.2 cho ta thấy diễn biến COD ba thí nghiệm giảm dần theo thời gian - Ở thí nghiệm A1 COD giảm dần từ 313,3mg/l xuống 309 mg/l so với ngày đầu, đến ngày thứ 10 diễn biến COD 297,6 mg/l cuối thí nghiệm COD cịn 265 mg/l so với ngày Hiệu xử lý là: 15,4% - Ở thí nghiệm A2 COD giảm khơng đồng khoản ngày đầu tới ngày thứ 10 COD từ 313,3 mg/l giảm 249,6 mg/l Từ ngày 15 COD lại tăng lên 265,6 mg/l Hiệu xử lý nước thải : 36,5% 38 - Ở thí nghiệm A3 diễn biến COD ngày đầu 313,3 mg/l đến ngày thứ COD 296 mg/l đến cuối thí nghiệm ngày thứ 20 COD giảm cịn 187 mg/l Hiệu xử lý nước thải 40,3% Thời điểm q trình thủy phân diến mạnh mẽ, cộng với việc vi sinh vật kỵ khí chưa thích nghi với mơi trường, chưa kể đến sống sót phận nhỏ loại vi sinh vật hiếu khí, thiếu có nước thải đầu vào chưa kịp Tất nguyên nhân khiến COD tăng giảm chưa rõ dệt việc bổ sung bã mía làm ảnh hưởng tới thay đổi COD.Trong bã mía cịn chứa phần đường saccharose (2,5% bã mĩa đường) giai đoạn đầu tiết vào nước làm hệ thống tăng giảm chưa ổn định c) Diễn biến BOD (mg/l) theo thời gian thí nghiệm A1, A2 A3 Bảng 4.4: Diễn biến BOD thí nghiệm A1, A2 A3 mơ hình thí nghiệm Chỉ tiêu Ngày Ngày BOD - A1 (mg/l) 250,64 247,2 238,08 220,8 212 BOD - A2 (mg/l) 250,64 228,8 199,68 212,48 159,12 BOD - A3 (mg/l) 250,64 236,8 208,8 219,2 149,6 Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 Hình 4.3: Đồ thị thể diễn biến BOD thí nghiệm A1, A2 A3 mơ hình thí nghiệm 39 Từ bảng 4.4 đồ thị 4.3 cho ta thấy, diễn biến BOD tương tự trình thay đổi COD suốt trình xử lý BOD đầu vào ba thí nghiêm A1, A2 A3 250,64 mg/l - Ở A1 sau 20 ngày nghiên cứu BOD giảm 250,64 mg/l sau ngày nghiên cứu BOD giảm từ 250,64 xuống 247,2 mg/l Đến ngày 10 BOD giảm cịn 238,08 mg/l cuối nghiệm BOD 212 mg/l Hiệu xử lý nước thải là: 15,4% - Ở A2 từ ngày đầu tới ngày 10 BOD giảm từ 250,64 mg/l 199,68 mg/l sau từ ngày 10 – đến ngày 15 BOD từ 199,68 tăng lên 212,48 mg/l Hiệu xử lý nước thải là: 36,5% - Ở A3 BOD biến thiên theo giảm từ ngày đầu ngày thứ 10 BOD từ 250,64 giảm 208,8 Sau ngày thứ 10 BOD tăng lên 219,2 mg/l Hiệu xử lý nước thải là: 40,3% Do ảnh hưởng trình thủy phân, giảm ngày trình lên men acid lên men methane… Lượng BOD chuyển hóa thành dạng sản phẩm khác q trình chuyển hóa Ở thí nghiệm A2 tăng so vơi so với thí nghiệm A1 phần đường saccharose tiết từ bã mía, góp phần vào lượng chất hữu nước thải mơ hình nghiên cứu Kết thúc 20 ngày nghiên cứu BOD thí nghiệm A1 cịn lại 212 mg/l Kết thực hiện, việc bổ xung bã mía vào hệ thống, thực góp phần làm giảm BOD trình xử lý d) Diễn biến T-N (mg/l) theo thời gian thí nghiệm A1, A2 A3 Bảng 4.5: Diễn biến T-N (mg/l) thí nghiệm A1, A2 A3 mơ hình thí nghiệm Chỉ tiêu Ngày Ngày Ngày 10 Ngày 15 Ngày 20 TN - A1 (mg/l) 166,7 183,5 208,7 167,1 101,3 TN - A2 (mg/l) 166,7 225,6 170,4 125 81,2 TN - A3 (mg/l) 166,7 330,2 168,3 116,8 90,6 40 Hình 4.4: Đồ thị thể diễn biến T-N (mg/l) thí nghiệm A1, A2 A3 mơ hình thí nghiệm Từ bảng 4.5 đồ thị 4.4 cho ta thấy sau 10 ngày nghiên cứu Ni –Tơ tăng mạnh thí nghiệm A1 (tăng lần lượng Ni-Tơ ban đầu: từ 166,7 mg/l lên đến 208,7mg/l) Hiệu xử lý nước thải là: 39,2% Sau ngày nghiên cứu Ni-Tơ tăng mạnh thí nghiệm A2 (tăng từ 166,7 lên tới 225,6 mg/l) Qúa trình bổ sung bã mía góp phần tăng Ni-Tơ giai đoạn với chế tương tự COD BOD nước thải Hiệu xử lý nước thải là: 51,2% Trong ngày đầu Ni-Tơ A3 tăng nhanh so vơi ban đầu 166.7mg/l lên tới 330,2 mg/l Sau giảm xuống 168,3 mg/l đến ngày thứ 10 cao ngày đầu, đến ngày 20 T-N cịn có 90,6 mg/l ta thấy ban đầu bã mía tiết lượng Ni-tơ vào hệ thống xử lý, sau chế dung hịa hấp thu Ni- tơ vi sinh vật góp phần làm giảm lương Ni- Tơ Hiệu xử lý nước thải là: 45,6% Kết thúc ngày thứ 10 A1 Ni-Tơ giảm nhẹ theo thời gian 101,3 mg/l 41 Kết thức ngày thứ A2 Ni-Tơ giảm dần 81,2mg/l sau 20 ngày nghiên cứu Chứng tỏ q trình bổ xung bã mía, giai đoạn đầu tăng đột biến, đến cuối thời điểm nghiên cứu góp phần làm tăng hiệu xử lí Ni-Tơ e) Diễn biến T-P (mg/l) theo thời gian thí nghiệm A1, A2 A3 Bảng 4.6: Diễn biến T-P (mg/l) thí nghiệm A1, A2 A3 mơ hình thí nghiệm Chỉ tiêu TP - A1 (mg/l) TP - A2 (mg/l) TP - A3 (mg/l) Ngày 38,2 38,2 38,2 Ngày 39,6 40,1 39,6 Ngày 10 37,1 36,9 38,4 Ngày 15 31,6 32,6 29,7 Ngày 20 28,2 28,5 26,8 Hình 4.5: Đồ thị thể diễn biến T-P (mg/l) thí nghiệm A1, A2 A3 mơ hình thí nghiệm Từ bảng 4.6 đồ thị 4.5 cho ta thấy sau ngày T-P tăng nhẹ từ 38,2 lên tới 39,6 thí nghiệm A1 Đến hết ngày thứ T-P bắt đầu giảm từ từ theo thời gian 37,1 mg/l đền ngày 20 T- P 28,2 mg/l Hiệu xử lý nước thải là: 26,4% 42 Ở A2 T-P tăng dần ngày đầu ngày sau giảm dần từ từ., cịn có bã mía lượng đường Hiệu xử lý nước thải là: 25,3% Ở thí nghiệm A3 ngày đầu ngày thứ T-P tăng nhẹ từ 38,2 mg/l đến 39,6 mg/l Tốc độ tiêu thụ phosphor vi sinh vật hệ thống xử lý chậm lại giảm dần ngày thứ 10 phosphor cao ngày đàu 0,02 mg/l.cho tới ngày cuối thí ngiệm phosphor cịn 26,8 mg/l Hiệu xử lý nước thải là: 29,8% 4.3 Đánh giá hiệu xử lý nƣớc thải hồ thực vật sau xử lý biogas sử dụng chủ yếu lục bình (Eichhornia crasspers) rau muống (Aquatica Ipomoea) 4.3.1 Kết nghiên cứu hiệu xử lý hồ thực vật (tiếp theo thí nghiệm A2) Với việc nhận nước thải đầu thí nghiệm A2 từ mơ hình Biogas cải tiến (có bổ xung bã mía), khả xử lí Hồ thực vật thể cụ thể đây: Bảng 4.7: Diễn biến tiêu phân tích hồ thực vật thí nghiệm Chỉ tiêu Ngày Ngày Ngày4 Ngày6 Ph 7,8 7,5 7,6 COD (mg/l) 198,9 205,6 185,6 177,6 BOD (mg/l) 159,12 164,48 148,48 142,08 T-N (mg/l) 81,2 92,7 85,3 76,2 T-P (mg/l) 28,5 29,9 27,6 25,3 43 Hình 4.6: Đồ thị thể diễn biến tiêu hồ thực vật thí nghiệm Từ bảng 4.7 hình 4.6 cho ta thấy kết phân tích pH hồ thực vật thay đổi liên tục q trình nghiên cứu Mơi trường hồ sinh học thực vật thay đổi chậm từ 8-7,8 -7, ngày thứ hệ rễ lục bình bắt đầu có dấu hiệu phân hủy, lục bình bắt đầu chết dần Còn với rau muống chịu tượng phân hủy sinh học xảy làm pH môi trường giảm Như pH hồ thực vật thay đổi không đáng kể nằm giới hạn cho phép Cuối qúa trình xử lí nước thải có đủ tiêu chuẩn để thải mơi trường Từ bảng 4.7 hinh 4,6 cho ta thấy, COD tăng so với đầu vào Từ 198,9 (mg/l) lên đến 205,6 (mg/l) khoản thời gian nghiên cứu, hệ rễ lục bình có biểu phân hủy không đáp ứng với mức độ ô nhiễm cách nhanh chóng Lượng chất hữu thể hồ thực vật làm cho COD tăng Sau từ ngày thứ đến ngày thứ COD giảm dần 177,6 (mg/l) lúc hồ thực vật Kết phân tích BOD cho ta thấy kết cao thứ 2: 164,48 (mg/l) có xu hướng tăng lên tượng chết phân hủy 44 loài thực vật Từ ngày thứ BOD giảm tới 16 (mg/l) 148,48 (mg/l) chứng tỏ rau muống hấp thu chất ảnh hưởng rễ lục bình Đến ngày cuối ngày thứ BOD là: 142,08 (mg/l) Hiệu xử lý nước thải là: Kết phân tích Ni-Tơ hồ thực vật tăng giảm không Trong đầu đến ngày thứ Ni-Tơ tăng từ 81,2 lên tới 92,7 (mg/l) lúc hồ xuất tảo, thực vật thủy sinh nguồn tiêu thụ Ni-Tơ nước, nên trình giảm Ni-Tơ xảy nhanh Khi kết thúc ngày hiệu khử Ni-Tơ trình hấp thu dinh dưỡng thực vật hồ mạnh khoảng thời gian phân tích 4.3.2 Kết nghiên cứu hiệu xử lý hồ thực vật (tiếp theo thí nghiệm A3 ) Với việc nhận nước đầu thí nghiệm A3 từ mơ hình biogas cải tiến (bổ sung bã mía) khả xử lý hồ thực vật thể cụ thể đây: Bảng 4.8: Diễn biến tiêu phân tích hồ thực vật thí nghiệm Chỉ tiêu Ngày Ngày Ngày4 Ngày6 pH 8,2 7,6 7,5 7,7 COD (mg/l) 187 196 182,3 165,2 BOD (mg/l) 149,6 156,8 145,84 132,16 T-N (mg/l) 90,6 87,3 82,6 73,8 T-P (mg/l) 26,8 29,3 25,6 24,4 45 Hình 4.7: Đồ thị thể diễn biến tiêu hồ thực vật thí nghiệm Từ bảng 4.8 hình 4.7 cho ta thấy diễn biến pH hồ thực vật biến thiên liên tục, pH lần đầu 8,2 sau giảm nhanh tới ngày thứ 7,6 sau ngày liên tục pH giảm 7,5 Qúa trình tăng giảm pH diễn liên tục, đến ngày thứ pH cịn 7,7 Từ bảng 4.8 hình 4.7 cho ta thấy diễn biến COD hồ thực vật nước thải ngày đầu vào 187 (mg/l) tăng nhẹ lên 196 (mg/l) tới ngày thứ khoảng cách từ ngày đầu ngày thứ (mg/l), tới ngày thứ COD bắt đầu giảm 182,3 (mg/l) ngày cuối thí nghiệm 165,2 (mg/l) Như diễn biến COD hồ thực vật phụ thuộc vào khả hấp thu chất bẩn thông qua hệ rễ khả trao đổi chất Từ bảng 4.8 hình 4.7 cho ta thấy diễn biến BOD tăng nhẹ sau dó giảm dần theo ngày sau thí nghiệm Ngày đầu BOD 149,6 (mg/l) tới ngày thứ BOD tăng nhẹ lên tới 156,8 (mg/l) cuối thí nghiệm BOD giảm dần 132,16 (mg/l) Từ bảng 4.8 hình 4.7 cho ta thấy ngày đầu T-P hồ thự vật giống biến thiên mô hình biogas Ban đầu hồ có dấu hiệu gia 46 tăng, sau T-P giảm dần.Trong ngày đầu hồ thực vật diễn biễn T-P thể qua đồ thị với ngày đầu T-P 26,8 mg/l sau ngày thứ T-P 29,3 mg/l lúc đầu T-P chưa thích ngi với bèo tây rau muống cuối thí nghiệm T-P cịn 24,4 mg/l Như sau ngày thí nghiệm , cho ta thấy hấp thụ lục bình tới ngày thứ lục bình bắt đầu có dấu bị chết, lúc hồ thực vật rau muống chứng tỏ rau muống hấp thu tốt lục bình 4.4 Đánh giá hiệu xử lý nƣớc thải chăn ni mơ hình biogas cải tiến kết hợp với hồ thực vật 4.4.1 Về hiệu xử lý mơ hình Biogas cải tiến (bổ sung bã mía) Khả xử lý mơ hình biogas cải tiến (bổ sung bã mía) thí nghiệm A2 A3 sở để đánh giá hiệu xử lý nước thải chăn ni Nhìn chung việc xử lý chất thải nước thải chăn ni, mơ hình bioga cải tiến cách thêm vật liệu bã mía vào ngăn lọc đầu bể phân hủy tương tự mơ hình biogas truyền thống Trong thời gian xử lý bã mía tiết phần chất hữu làm tải trọng thông số ô nhiễm gia tăng.Tuy nhiên, sau q trình thích nghi vi sinh vật, tỷ lệ cân bằng, hiệu xử lý cao so với mơ hình truyền thống Đối với hiệu xử lý COD 36,5%, hiệu xử lý BOD 40,3%, T-P 25-27% Ni – Tơ 45 – 51% Qua lần nhắc lại mơ hình biogas (bổ sung bã mía) cho ta thấy hiệu xử lý nước thải cao so với mơ hình biogas truyền thống, bã mía cịn nhiều cặn, rắn không tan lượng đường, sau thời gian phân tích bã mía cung cấp cho vi sinh vật trao đổi chất, vi sinh vật lớn lên, sinh trưởng nhanh, đồng thời tạo môi trường thuận lợi để việc tiêu hủy cặn diến dễ dàng Như vậy, ứng dụng việc bổ sung bã mía vào ngăn mơ hình biogas với lượng nước thải mà nơng hộ có để nâng cao khả sinh khí thu lượng khí nhiều phục vụ cho nhu cầu khác 47 nông hộ Việc sử dụng hồ sinh học thực vật đó, chủ yếu lục bình (Eichhornia crassipers) rau muống (Aquatica Ipomoea) rau muống tỏ có sức chịu đựng nhiễm cao hơn, hấp thu chất hữu nhiều hơn, thời gian sống lâu so với lục bình, hiệu xử lý mơ hình bioga nâng cao hiệu xử lí nước thải chăn nuôi heo cách bổ xung thêm bã mía ln cho kết loại bỏ chất nhiễm cao so vơi mơ hình biogas truyền thống Điều bổ sung bã mía cần thiết ý nghĩa môi trường lẫn ý nghĩa kinh tế 4.4.2 Khả xử lí hệ thống hồ sinh học thực vật Dựa vào hệ thống hồ thực vật dịng thải sau lần thí nghiệm Đối với khả loại bỏ tác nhân chủ yếu gây phú dưỡng hóa ao hồ N-P khả hấp thụ dinh dưỡng ni tế bào mình, loại thực vật ban đầu lục bình rau muống, sau có thêm tảo hệ vi sinh vật hiếu khí tiêu thụ chất nhiễm Với việc kết hợp mơ hình biogas có bổ sung bã mía ngăn q trình xử lý sau thí nghiệm Áp dụng mơ hình biogas nâng cao kết hợp với sinh học thực vât, nghiên cứu nâng cao hiệu xử lý nước thải chăn nuôi heo so với việc đơn sử dụng mơ hình biogas truyền thống Việc bổ sung thêm bã mía cần thiết kết hợp với q trình phân hủy kỵ khí nước thải chăn ni bổ sung vât liệu vào dịng thải đầu nghiên cứu chưa theo quy chuẩn môi trường hành cho thấy vai trị q trình phân hủy chất hữu có mức độ nhiễm cao đường kỵ khí Bã mía góp phần cân lện suốt trình sử lý, tạo điều kiện cho sinh vật phát triển Vì vậy, ta thấy cần thiết phải kết hợp q trình phân hủy kỵ khí nước thải chăn ni bổ sung vật liệu bã mía vào mơ hình Biogas với hồ sinh học thực vật xử lý nước thải Dòng thải đầu nghiên cứu, chưa theo 48 quy chuẩn môi trường hành, cho thấy vai trò trình phân hủy chất hữu có mức độ nhiễm cao đường kỵ khí Bã mía góp phần cân tỷ lệ suốt q trình xử lý, tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển – lý làm hiệu mơ hình Biogas cải tiến cao mơ hình truyền thống Tuy nhiên, thời gian xử lý dài (6 ngày tối ưu) nhược điểm hệ thống Lý nghiên cứu tiến hành điều kiện nhân tạo, thiếu nhiều điều kiện áp dụng thực tiến (chế độ khuấy trộn, hệ vi sinh vật, nhiệt độ…) Và việc ứng dụng hồ thực vật xử lý tiếp tục lượng chất nhiễm cịn lại q trình phân hủy kỵ khí Kết đề tài mang lại, sở để triển khai cơng trình xử lý nước thải chăn ni gia đình, góp phần giải tồn nhiễm hoạt động ngày 49 PHẦN KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận Qua trình thực đề tài Nghiên cứu nâng cao hiệu xử lý nước thải chăn ni mơ hình biogas kết hợp với hồ thực vật địa bàn xã Lương Phong, Huyện Hiệp Hịa, Tỉnh Bắc Giang, tơi xin đưa số kết luận sau: Hiệu xử lý mô hình biogas cải tiến bổ sung bã mía có hiệu xử lý cao 10 – 15% so với, hiệu xử lý nước thải mơ hình biogas truyền thống xử lý cịn thấp, nước thải mơi trường bị nhiễm cịn cao so với tiêu chuẩn môi trường Việc sử dụng hồ thực vật với rau muống lục bình cho ta thấy rau muống có chịu đựng nhiễm cao hơn, hấp thu chất dinh dưỡng nhiều hơn, thời gian sống lâu so với lục bình Hiệu xử lý mô hinhg biogas cải tiến bổ sung bã mía kết hợp hồ thực vật cho thấy hiệu xử lý nước cao, qua hệ thống xử lý nước thải thải môi trường thấp ô nhiễm môi trường 5.2 Kiến nghị Sau kết thúc đợt thực tập địa phương tơi có thu kết xử lý nước thải chăn ni mơ hình biogas Từ tơi có số kiến nghị sau: - Hướng nghiên cứu tiếp theo: Triển khai nghiên cứu thực tiến quy mơ lớn hơn, nghiên cứu phối trộn thêm thân lục bình thay bã mía vào bể Biogas làm chất độn trình xử lý - Thường xuyên khám chữa bệnh theo định kỳ, phát bệnh sớm để có biện pháp khám chữa kịp thời - Tăng cường công tác an ninh trật tự, thành lập tổ an ninh tự quản thôn, đấu tranh đẩy lùi tội phạm ma túy, truyền bá đạo trái phép, tệ nạn xã hội, trộm cắp,… - Tăng cường cơng tác phịng chống thiên tai, phòng chống dịch bệnh 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Hoàng Thị Lan Anh (2013) Bài giảng thực hành kĩ thuật xử lí nước thải chất thải rắn, Đại học Nông lâm Thái Nguyên Trương Thanh Cảnh (2002), Mùi nhiễm khơng khí từ hoạt động chăn nuôi, Báo cáo khoa học, ĐH Khoa học Tự nhiên – ĐHQG TP Hồ Chí Minh Trương Thanh Cảnh (2009), Sinh hóa mơ trường, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Lăng Ngọc Huỳnh (2001), Giáo trình xử lý chất thải rắn, Đại học Cần Thơ Nguyễn Đăng Khôi (1985), Công nghệ sinh học môi trường tập II, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh Nguyễn Quang Khải (2001), Cơng nghệ khí sinh học, NXB Xây Dựng Dư Ngọc Thành (2013), Giáo trình cơng nghệ mơi trường, Đại Học Nơng Lâm Thái Nguyên Lương Đức Phẩm (2002), Công nghệ xử lý chất thải biện pháp sinh học, NXB Giáo Dục, Hà Nội Nguyễn Thị Thu Thuỷ (1988), Xác định bước đầu sinh khối lục bình (Eichhornia crassipes), khả sử dụng lục bình làm nguyên liệu nạp cho hầm ủ biogas, Luận văn Đại học, ĐH Cần Thơ 10 UBND xã Lương Phong (2014), Kết thực nhiệm vụ phát triển kinh tế - xã hội, an ninh quốc phòng điều hành UBND xã năm 2014 Phương hướng nhiệm vụ năm 2015 ... VĂN PHONG Đề tài: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƢỚC THẢI CHĂN NI BẰNG MƠ HÌNH BIOGAS VÀ KẾT HỢP VỚI HỒ THỰC VẬT TẠI ĐỊA BÀN XÃ LƢƠNG PHONG, HUYỆN HIỆP HÕA, TỈNH BẮC GIANG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP... "Nghiên cứu nâng cao hiệu xử lý nước thải chăn ni mơ hình biogas kết hợp với hồ thực vật địa bàn xã Lương Phong, Huyện Hiệp Hòa, Tỉnh Bắc Giang" 1.2 Mục tiêu yêu cầu đề tài 1.2.1 Mục tiêu - Nghiên. .. 4.3.1 Kết nghiên cứu hiệu xử lý hồ thực vật (tiếp theo thí nghiệm A2) 42 4.3.2 Kết nghiên cứu hiệu xử lý hồ thực vật (tiếp theo thí nghiệm A3 ) 44 4.4 Đánh giá hiệu xử lý nước thải