Ứng dụng keo tụ tủa bông bằng PAC kết hợp ozon hóa tróng xử lý nước thải chăn nuôi

LỜI CẢM ƠN Trong trình tiến hành tìm kiếm tài liệu, xây dựng đề tài nghiên cứu em nhận đƣợc nhiều quan tâm, hỗ trợ bảo nhiệt tình thầy cơ, bạn gia đình Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Nguyễn Thị Ngọc Bích, thầy Lê Khánh Tồn bảo, giúp đỡ tận tình em từ xác định đề tài đến thực đề tài hồn thành báo cáo khóa luận Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến trung tâm thí nghiệm thực hành - khoa quản lý tài nguyên rừng môi trƣờng, trƣờng đại học lâm nghiệp Việt Nam, lời cảm ơn đến nhà trƣờng, thầy cô bạn giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành báo cáo cách tốt Với giúp đỡ ngƣời cố gắng thân, em hồn thiện báo cáo khóa luận mình, nhƣng hạn chế lực, kinh nghiệm thân nên cịn có nhiều thiếu sót, mong đƣợc quan tâm góp ý thầy cô bạn để báo cáo đƣợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Nông Thị Hồng i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC BẢNG iv NH MỤ H NH v ĐẶT VẤN ĐỀ HƢƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Nguồn phát sinh chất thải chăn nuôi 1.2 Thành phần tính chất nƣớc thải chăn nuôi 1.2.1 Các chất hữu vô 1.2.2 Nitơ Photpho 1.2.3 Vi sinh vật gây bệnh 1.3 Ảnh hƣởng nƣớc thải chăn nuôi đến môi trƣờng 1.4 Một số nghiên cứu xử lý nƣớc thải chăn nuôi 1.5 Một số phƣơng pháp xử lý nƣớc thải 1.5.1 Phương pháp xử lý học 1.5.2 Phương pháp xử lý hóa - lý 1.5.3 Phương pháp xử lý hoá học 1.5.4 Phương pháp xử lý sinh học 10 1.6 Phƣơng pháp keo tụ tủa 12 1.6.1 Cơ sở lý thuyết phương pháp keo tụ tủa 12 1.6.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến keo tụ tủa 15 1.6.3 Ứng dụng phương pháp keo tụ tạo 16 1.7 Vai trò phƣơng pháp xy hóa q trình xử lý nƣớc thải 17 1.7.1 Cơ sở lý thuyết 17 1.7.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến ô xy hóa ozon 18 1.7.3 Ứng dụng phương pháp ozon hóa 19 HƢƠNG II MỤC TIÊU, NỘI UNG VÀ PHƢƠNG PH P NGHIÊN CỨU20 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 20 iii 2.1.1 Mục tiêu chung 20 2.1.2 Mục tiêu cụ thể 20 2.2 Nội dung nghiên cứu 20 2.3 sở lựa chọn phƣơng pháp 20 2.4 Phƣơng pháp thu thập kế thừa tài liệu 21 2.4.1 Phương pháp lấy mẫu bảo quản mẫu 21 2.4.2 Phương pháp thực nghiệm 21 2.4.3 Phương pháp phân tích mẫu theo tiêu môi trường 24 2.5 Phƣơng pháp đánh giá, biểu diễn số liệu 26 3.1 Đặc tính nƣớc thải chăn nuôi 27 3.2 Xử lý nƣớc thải chăn nuôi PAC 27 3.2.1 Đánh giá ảnh hưởng pH tới xử lý nước thải PAC 28 3.2.2 Xác định lượng PAC tối ưu 32 3.3 Nghiên cứu xử lý nƣớc thải chăn nuôi ozon 37 3.4 Đề xuất giải pháp 44 3.4.1 Giải pháp kỹ thuật 44 3.4.2 Giải pháp quản lý 45 3.4.3 Giải pháp truyền thông, giáo dục 45 4.1 Kết luận 46 4.2 Tồn 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO i iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Đặc tính nƣớc thải chăn ni Bảng 1.2 Một số thành phần vi sinh vật chất thải rắn chăn nuôi lợn Bảng 2.1 ác bƣớc tiến hành thí nghiệm xác định pH tối ƣu 22 Bảng 2.2 ác bƣớc tiến hành xác định lƣợng PAC tối ƣu 22 Bảng 2.3 Điều kiện tiến hành oxy hóa Ozon 23 Bảng 3.1 Kết phân tích đặc tính nƣớc thải chăn nuôi 27 Bảng 3.2 Kết thông số đánh giá thay đổi pH 28 Bảng 3.3 Kết thông số đánh giá thay đổi lƣợng PAC 32 Bảng 3.4 Kết thông số đánh giá 38 Bảng 3.5 Tổng số coliform nƣớc thải trƣớc sau xử lý ozon 43 i iv N MỤ N Hình 3.1 Biểu đồ hiệu suất xử lý TSS thay đổi pH 28 Hình 3.2 Biểu đồ hiệu suất xử lý O thay đổi pH 29 Hình 3.3 Biểu đồ hiệu suất xử lý BOD5 thay đổi pH 30 Hình 3.4 Biểu đồ hiệu suất xử lý N- NH4+ thay đổi pH 31 Hình 3.5 Biểu đồ hiệu suất xử lý P-PO43- thay đổi pH 31 Hình 3.6 Biểu đồ hiệu suất xử lý TSS thay đổi lƣợng PAC 33 Hình 3.7 Biểu đồ hiệu suấtxử lý O thay đổi lƣợng PAC 34 Hình 3.8 Biểu đồ hiệu suất xử lý BOD5 thay đổi lƣợng PAC 35 Hình 3.9 Biểu đồ hiệu suất xử lý N- NH4+ thay đổi lƣợng PAC 35 Hình 3.10 Biểu đồ hiệu suấtxử lý P-PO43- thay đổi lƣợng PAC 36 Hình 3.11 Sự thay đổi màu sắc nƣớc thay đổi lƣợng ozon 37 Hình 3.12 Biểu đồ hiệu suất xử lý O tăng dần lƣợng khí sục 39 Hình 3.13 Biểu đồ hiệu suất xử lý BOD5 tăng dần lƣợng khí sục 40 Hình 3.14 Biểu đồ hiệu suấtxử lý N-NH4+ tăng dần lƣợng khí sục 41 Hình 3.15 Biểu đồ hiệu suấtxử lýP-PO43- tăng dần lƣợng khí sục 42 Hình 3.16 Sơ đồ bố trí bể hệ thống xử lý nƣớc thải 44 chăn nuôi 44 vi ĐẶT VẤN ĐỀ Nƣớc ta đất nƣớc nơng nghiệp, có 70% dân cƣ sống dựa vào kinh tế nông nghiệp Trong chăn ni phần quan trọng nông nghiệp, đáp ứng nhu cầu thực phẩm cho tiêu dùng hàng ngày ngƣời dân xã hội Sự gia tăng số lƣợng chất lƣợng sản phẩm nơng nghiệp địi hỏi cạnh tranh sản phẩm phải cao Với nghành nông nghiệp nhỏ lẻ, lạc hậu khơng có tính cạnh tranh với sản phẩm nông nghiệp quốc gia khác địi hỏi cần phải có quy mơ trang trại lớn, tiến tiến, ngƣời chăn ni phải có kiến thức đầy đủ điều cần thiết tất yếu quy luật phát triển Khi chăn ni cịn diễn nhỏ lẻ chất thải chăn ni khơng phải vấn đề lớn lƣợng chất thải thải môi trƣờng nằm giới hạn cân môi trƣờng Nhƣng ngành chăn nuôi phát triển chất thải chăn ni lại vấn đề cần đƣợc quan tâm với khối lƣợng chất thải lớn gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng Phát triển chăn nuôi bền vững phát triển phải đôi với bảo vệ môi trƣờng Hiện trang trại chăn ni nƣớc ta chƣa có phƣơng pháp xử lý chất thải chăn nuôi hợp lý nên chất thải gây ô nhiễm, gây mùi hôi thối cho môi trƣờng xung quanh Đặc biệt chất thải chăn ni có chứa nồng độ khí H2S NH3 cao mức cho phép khoảng 30 – 40 lần Tổng số vi sinh vật bào tử nấm cao mức cho phép nhiều lần Ngồi nƣớc thải chăn ni cịn chứa coliform, E.coli, COD, BOD trứng giun sán cao nhiều lần cho phép gây dịch bệnh làm ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời, ảnh hƣởng đến kinh tế, xã hội môi trƣờng Với định hƣớng phát triển bền vững đất nƣớc cần phải tăng cƣờng, nâng cao biện pháp xử lý chất thải ngành chăn ni, hồn thiện luật pháp mơi trƣờng, nâng cao ý thức ngƣời dân Để giải vấn đề chất thải chăn nuôi cần phải xây dựng đƣa biên pháp xử lý đáp ứng đầu phải đảm bảo tiêu chuẩn môi trƣờng cho phép Vì đề tài nghiên “Ứng dụng keo tụ tủa bơng PAC kết hợp ozon hóa xử lý nƣớc thải chăn nuôi” nhằm sử dụng phƣơng pháp hóa học – lý học – sinh học để xử lý hiệu nƣớc thải chăn nuôi, giúp kiểm sốt, xử lý chất nhiễm mơi trƣờng, làm hạn chế đến mức thấp ảnh hƣởng tiêu cực, giữ gìn mơi trƣờng xanh, đẹp cho hệ tƣơng lai, phù hợp với mục tiêu phát triển bền vững đất nƣớc ƢƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Nguồn phát sinh chất thải chăn nuôi - Chất thải chăn nuôi sinh hoạt động chăn nuôi bao gồm chất thải dạng lỏng nhƣ: phân, thức ăn, ổ lót, xác gia súc, gia cầm chết, vỏ bao bì thuốc thú y, nƣớc tiểu, nƣớc rửa chuồng khí thải chăn nuôi - Khối lƣợng chất thải sinh từ vật nuôi phụ thuộc vào chủng loại, giống, giai đoạn sinh trƣởng, chế độ dinh dƣỡng phƣơng thức sinh chuồng trại - Với số lƣợng gia súc, gia cầm quy mô trang trại nhƣ khối lƣợng chất thải chăn ni sinh hàng ngày nƣớc ta lớn dƣới nhiều dạng rắn, lỏng, khí 1.2 Thành phần tính chất nƣớc thải chăn nuôi - Nƣớc thải chăn nuôi loại nƣớc thải đặc trƣng, có khả gây ô nhiễm môi trƣờng cao với hàm lƣợng chất hữu cơ, cặn lơ lửng, Nitơ, Photpho vi sinh vật gây bệnh Nƣớc thải cần đƣợc xử lý trƣớc thải ngồi mơi trƣờng Để tìm xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải chăn nuôi phù hợp ta cần phải xem xét thành phần tính chất nƣớc thải Bảng 1.1 Đặc tính nƣớc thải chăn nuôi N-NH4+ N_tổng P_tổng TT pH TSS Đơn vị - mg/l mg/l mg/l Kết 7,62 830 323 5,5-9 100 10 QCVN 24/2009 COD BOD5 mg/l mg/l mg/l 431 44 935 475 30 100 50 Nguồn: Viện Hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam, 2012 [2] Nƣớc thải chăn nuôi hỗn hợp nƣớc tiểu, nƣớc tắm gia súc, rửa chuồng Nƣớc tiểu có thành phần nƣớc, lƣợng lớn nitơ (chủ yếu dƣới dạng urê) số chất khoáng, hormon, creatin, sắc tố, axit mật nhiều sản phẩm phụ trình trao đổi chất vật Trong tất chất có nƣớc tiểu, urê chất chiếm tỉ lệ cao dễ dàng bị vi sinh vật phân hủy điều kiện có xy hóa tạo thành khí amoniac gây mùi khó chịu Amoniac khí độc, thƣờng đƣợc tạo hệ thống chuồng trại, nơi lƣu trữ, chế biến giai đoạn sử dụng chất thải Nhƣng đƣợc sử dụng hợp lý hay bón cho trồng chúng nguồn cung cấp dinh dƣỡng giàu nitơ, photpho yếu tố khác để trồng hấp thụ Nồng độ chất ô nhiễm nƣớc thải phụ thuộc vào lƣợng thức ăn rơi vãi, mức độ thu gom phân, phƣơng thức thu gom chất thải chuồng hay lƣợng nƣớc sử dụng vệ sinh chuồng trại tắm rửa gia súc [2] 1.2.1 Các chất hữu vô - Trong nƣớc thải chăn nuôi, hợp chất hữu chiếm 70 – 80% gồm cellulose, protit, acid amin, chất béo, hidratcacbon dẫn xuất chúng có phân Các chất vơ chiếm 20- 30% gồm cát, đất, muối urê, amonium, muối clorua, SO42- Nƣớc thải chăn nuôi chứa hàm lƣợng COD, BOD5 cao, nƣớc thải chứa chủ yếu chất hữu dễ phân hủy [2] 1.2.2 Nitơ Photpho - Khả hấp thụ nitơ photpho gia súc, gia cầm kém, nên thức ăn có chứa nitơphotpho chúng tiết theo phân nƣớc tiểu Trong nƣớc thải chăn nuôi heo thƣờng chứa hàm lƣợng nitơ photpho cao Hàm lƣợng N- tổng nƣớc thải chăn nuôi 571 – 1026mg/l, photpho từ 39 – 94 mg/l Theo thời gian có mặt xy mà lƣợng nitơ nƣớc tồn dạng khác NH4+, NO2-, NO3- Nếu không đƣợc xử lý tốt gây tƣợng phú dƣỡng cân hệ sinh thái, làm cho nƣớc thải chăn nuôi có mùi thối chuyển hóa thành khí amoniac nitơ phân tử Đặc biệt nitơ phân tử chuyển hóa thành NO2- , khí có lực mạnh với hồng cầu máu mạnh ô xy nên thay xy tạo thành methomoglobin, ức chế chức vận chuyển ô xy đến quan hồng cầu, ngăn cản trình trao đổi chất thể, làm quan thiếu ô xy, đặc biệt não, dẫn đến đau đầu, mệt mỏi, mê, chí tử vong [2] 1.2.3 Vi sinh vật gây bệnh - Nƣớc thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, vi rút trứng ấu trùng giun sán gây bệnh, phát triển đến giai đoạn gây nhiễm sau – 28 ngày, tồn từ đến tháng Các loại vi trùng tồn lâu nƣớc vùng nhiệt đới gây bệnh tả, nhiều loại vi sinh vật tồn phát triển lồi nhuyễn thể, tạo nguy gây bệnh thói quen ăn loại thức ăn tƣơi sống Bảng 1.2 Một số thành phần vi sinh vật chất thải rắn chăn nuôi lợn Đơn vị Số lƣợng Coliform MNP/100g 4.106-108 E Coli MPN/100g 105-107 Streptococus MPN/100g 3.102-104 Vk/25ml 10-104 Vk/ml 10-102 MNP/10g 0-103 Chỉ tiêu Salmonella Cl Perfringens Đơn bào Nguồn: Viện Hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam,2012[2] 1.3 Ảnh hƣởng nƣớc thải chăn nuôi đến môi trƣờng - Chất thải chăn nuôi chứa hàm lƣợng chất ô nhiễm cao, không đƣợc xử lý hợp lý ảnh hƣởng đến thành phần môi trƣờng - Nƣớc thải chăn nuôi chứa lƣợng lớn chất hữu dễ bị phân hủy, nitơ, photpho Đây nguồn dinh dƣỡng lớn cho trồng, nhƣng sử dụng trực tiếp vào đất mức cho phép, trồng không hấp thụ hết, tích tụ lại gây tƣợng bão hịa hay bão hòa chất dinh dƣỡng đất, làm chết cây, giảm sản lƣợng trồng, tạo điều kiên cho sinh vật ƣa nitơ, photpho phát triển, hạn chế chủng loại vi sinh vật khác gây cân sinh thái đất Trong thức ăn chăn nuôi công nghiệp thƣờng bổ sung chất kích thích tăng trƣởng (thành phần chủ yếu đồng kẽm) Khi chất đƣợc thải nƣớc thải chăn nuôi dần tích tụ đất, ảnh hƣởng đến trồng, ảnh hƣởng đến ngƣời thông qua chuỗi thức ăn Qua hình 3.9 ta thấy hiệu suất xử lý N- NH4+khi lƣợng PAC 1,5 mg/l hiệu suất N- NH4+ có giá trị cao nhất, đạt 32,29% Hiệu suấtxử lý NNH4+thấp PAC 0,25 mg/l,đạt 24,57%.Khi P đủ để tiến hành keo tụ lúc PAC làm ổn định ion nƣớc, hấp thụ ion hay phân tử mang điện tích trái dấu với điện tích hạt keo Làm giảm bề mặt, đẩy tĩnh điện hạt keo giảm xuống có khả kết nối lại nhờ lực tƣơng tác tĩnh điện, hệ keo tính ổn định, đƣợc gọi trung hịa điện tích Nếu PAC cho vào nhiều gây tƣợng keo tụ quét tƣợng bão hịa gây Qúa trình bão hịa làm cho hạt keo có kích thƣớc q nhỏ khơng kết dính vào để tạo bơng to hơn, làm giảm khả tự lắng hạt keo - Xử lý PO43- Hình 3.10 Biểu đồ hiệu suất xử lý P-PO43- thay đổi lƣợng PAC Từ hình 3.10 ta thấy đƣợc lƣợng PAC 0,25 - 0,75 mg/l hiệu suất xử lý P-PO43- bắt đầu tăng nhẹ, cách khoảng 11% Lúc nƣớc so với nƣớc đầu vào, nhƣng hiệu suất xử lý P-PO43- thấp Hiệu suất P-PO43- bắt đầu tăng mạnh từ lƣợng PAC 0,75 đến mg/l, cho thấy lƣợng P bắt đầu làm ổn định ion nƣớc nhiều hơn, tạo cầu nối hạt keo với để hấp phụ hạt lơ lửng nƣớc 36 Hiệu suất P-PO43- lƣợng PAC 1,25– mg/l gần nhau, cách khoảng 0,3%, khoảng cách nhỏ, không đáng kể Lƣợng PAC 1,5 mg/l điểm PAC tối ƣu cho q trình keo tụ tủa bơng, với hiệu suất P-PO43là cao Để tăng cƣờng trình keo tụ tạo ngƣời ta cho thêm vào hợp chất polymer trợ keo tụ ác polymer tạo dính kết hạt keo lại với polymer hạt keo trái dấu Sau hấp phụ chất hữu vào lỗ hổng cầu nối, hình thành nên bơng keo ổn định  Nhƣ qua thông số đánh giá ta thấy ta giữ nguyên pH thay đổi lƣợng PAC tìm đƣợc lƣợng PAC cho xử lý chất ô nhiễm tốt Từ kết thí nghiệm ta xác định đƣợc lƣợng P cho q trình keo tụ tủa bơng nƣớc thải chăn nuôi lƣợng P tối ƣu 1,5 mg/l 3.3 Nghiên cứu xử lý nƣớc thải chăn ni ozon Khi nƣớc có chứa lƣợng lớn chất hữu cao phân tử, trình xử lý keo tụ khơng thể loại bỏ hoàn toàn chất hữu nhƣ COD, BOD5 cịn nhiều vi sinh vật Trƣờng hợp sử dụng xy hóa vào để xử lý tiếp chất ô nhiễm sau công nghệ keo tụ tủa bơng Hình 3.11 Sự thay đổi màu sắc nƣớc thay đổi lƣợng ozon 37 Bảng 3.4 Kết thông số đánh giá STT Lƣợng khí ozon (mg/l) Thơng số đánh giá BOD5 (mg/l) N-NH4+ (mg/l) P-PO43(mg/l) 384 311 66,1 15,15 26,65 384 310 20,31 3,42 40 192 243 17,02 2,96 60 96 135 16,97 2,86 96 64,5 13,27 2,82 COD (mg/l) Sau keo tụ 80 100 38,4 49,5 9,77 2,22 120 38,4 46,7 9,31 2,22 140 38,4 45,8 9,23 2,22 ột B Q VN 40/2011/BTNMT 150 50 10 Qua bảng 3.4 lƣợng khí ozon đủ để xử lý chất hữu cơ, mà không dƣ nhiều khí ozon lƣợng khí 100 g/l Với pH giữ nguyên khoảng từ – Khi bắt đầu đƣa khí vào lƣợng khí ozon cịn q so với lƣợng chất ô nhiễm nên hiệu xử lý chƣa cao Nhƣng tăng dần lƣợng ozon vào tất thông số đánh giá giảm mạnh, gần so với Q VN Lúc lƣợng khí ozon nƣớc đạt mức bão hòa, làm nƣớc so với ban đầu, gần màu nƣớc tinh khiết lƣợng khí ozon 100 mg/l, lúc khí ozon xử lý hầu hết chất hữu cơ, vi sinh vật cịn lại sau q trình keo tụ tủa Kết xử lý nƣớc thải chăn ni ozon sau q trình keo tụ đƣợc đánh giá nhƣ sau - Xử lý COD 38 Hình 3.12 Biểu đồ hiệu suất xử lý O tăng dần lƣợng khí sục Từ hình 3.12 bắt đầu đƣa khí ozon vào hiệu suất xử lý COD 0%, nhƣng tăng lƣợng khí lên 40 mg/l hiệu suất xử lý O tăng mạnh lên 50% Đó đƣa khí vào lƣợng khí q ít, chƣa đủ để xy hóa chất nhiễm cịn lại nƣớc Khi lƣợng khí tăng lên chúng hòa tan vào nƣớc, phá vỡ liên kết chất hữu cơ, làm cho nƣớc so với đầu vào Hiệu suất xử lý O tăng lên 75% lƣợng khí đầu vào từ 60 – 80 mg/l, tăng lên 90% sục ozon 100 mg/l Hiệu suất xử lý O khơng tăng thêm dù có tăng lƣợng khí đầu vào, nƣớc lúc so với ban đầu, màu nƣớc không thay đổi tăng thêm lƣợng khí vào Nhƣ ta thấy lƣợng khí vào 100 mg/l hiệu suất xử lý COD mức tối ƣu - Xử lý BOD5 39 Hình 3.13 Biểu đồ hiệu suất xử lý BOD5 tăng dần lƣợng khí sục Từ hình 3.13 ta thấy hiệu suất xử lý BOD5 đạt 0,32% đƣa khí vào, hiệu suất bắt đầu tăng lƣợng khí vào bắt đầu tăng từ 40 – 80 mg/l Hiệu suất xử lý BOD5 tăng lên đến 79,26% lƣợng khí vào 100 mg/l, hiệu suất tăng lên khoảng 0,1 – 0,2% tăng khí vào lên đến 140 mg/l, tăng lên nhỏ, khơng đáng kể ta chọn điểm tối ƣu cho xử lý chất hữu lƣợng khí vào 100 mg/l với hiệu suất xử lý đạt 84,08% OH* có nƣớc, đƣợc hình thành sục ozon vào nƣớc, làm thay đổi liên kết hợp chất hữu từ C=C thành C=O Quá trình gọi Ozonolysis Sản phẩm sinh ozonid (tƣơng tự thuật ngữ oxid), ozonid lại phân hủy thành hợp chất chứa liên kết C=O, sản phẩm cuối gọi sản phẩm phát sinh Các chất bảo vệ thực vật vi sinh vật chất hữu phản ứng ozon đối tƣợng liên quan tới thay đổi liên kết xuất liên kết C với O ozon tƣơng tự nhƣ phản ứng Ozonolysis Kết làm thay đổi mạnh cấu trúc tính chất chất hữu - Xử lý N-NH4+ 40 Hình 3.14.Biểu đồ hiệu suất xử lý N-NH4+ tăng dần lƣợng khí sục Từ hình 3.14 hiệu suất N-NH4+ thấp đƣa khí vào, hiệu suất N-NH4+ lƣợng khí vào từ 40 – 60 mg/l 74,3%, hiệu suất N-NH4+ tăng lên 79,9% lƣợng khí vào lớn 80 mg/l, tăng lên lƣợng khí vào 120 mg/l Hiệu suất N-NH4+ tăng lên lƣợng khí vào từ 80 – 140 mg/l, nhƣng chênh lệch khơng nhiều,màu sắc khơng thay đổi nhiều Vì để tiết kiệm khí vào mà xử lý hiệu ta sử dụng hiệu suất N-NH4+ khoảng 79,9% làm điểm tối ƣu cho q trình ozon hóa Với lƣợng khí việc hấp thụ khí vào nƣớc thải chăn nuôi tốt hơn, dễ dàng bẻ gãy liên kết chất hữu có nƣớc, đặc biệt chất hữu cao phân tử - Xử lýP-PO43- 41 Hình 3.15 Biểu đồ hiệu suất xử lý P-PO43- tăng dần lƣợng khí sục Qua hình 3.15 đƣa khí vào cho hiệu suất P-PO43- thấp nhất, so với mức khí vào khác, lúc lƣợng khí vào chƣa đủ để oxy hóa Hiệu suất P-PO43- tăng dần gần nhau, cách chƣa đến 1% lƣợng khí vào tăng từ 40 – 80 mg/l, lúc lƣợng khí vào bắt đầu q trình oxy hóa, nhƣng lƣợng khí chƣa đến mức bão hịa, màu nƣớc bắt đầu có thay đổi Hiệu suất P-PO43- tăng lên thêm khoảng 5% lƣợng khí vào 100 mg/l, không tăng thêm lƣợng ozon vào tiếp tục tăng đến 140 mg/l N hƣ mức 100 mg/l lƣợng ozon vào đạt mức bão hịa, q trình oxy hóa diễn thuận lợi nhất, nƣớc không thay đổi màu sắc Vậy lƣợng khí vào tối ƣu cho việc xử lý P-PO43-là 100 mg/l - Xử lý coliform Qua kết thí nghiệm xử lý nƣớc thải phƣơng pháp sục khí ozon ta thấy lƣợng khí ozon tối ƣu để xử lý nƣớc thải 100 mg/l Nhƣ ta xác định coliform mẫu nƣớc sau xử lý với lƣợng ozon sục 100mg/l thu đƣợc kết nhƣ sau: 42 Bảng 3.5 Tổng số coliform nƣớc thải trƣớc sau xử lý ozon hỉ tiêu Coliform (MNP/100ml) Trƣớc xử lý O3 Sau xử lý O3 iệu suất xử lý (%) ột B Q VN 40/2011/BTNMT 1960000 512 99,97 5000 Qua bảng 3.6 ta thấy số lƣợng vi khuẩn có nƣớc thải lớn với 1960000MNP/100ml Nƣớc thải chăn nuôi nƣớc thải có phân gia súc, có lƣợng coliforom phân lớn, có khả gây bệnh đƣờng ruột ngƣờivà động vật máu nóng Với số lƣợng vi khuẩn xác định đƣợc nhƣ ta thấy nƣớc thải chăn nuôi ô nhiễm nghiêm trọng, cần phải đƣợc xử lý trƣớc thải môi trƣờng xử lý hợp lý trƣớc sử dụng làm chất dinh dƣỡng cho trồng Sau nƣớc thải đƣợc keo tụ qua công nghệ ô xy hóa ozon với lƣợng ozon 100mg/l, ta thấy số lƣợng vi khuẩn nƣớc giảm nhiều so với nƣớc chƣa xử lý, cịn thấp so với quy chuẩn mơi trƣờng, với số lƣợng 512 MNP/100ml, đạt hiệu suất xử lý coliform 99,97%, đạt chuẩn QCVN 40/2011/BTNMT Nƣớc hoàn tồn sử dụng để tƣới tiêu cho nơng nghiệp, giúp làm giảm tình trạng nƣớc ngày khan nhƣ nay, giúp giải vấn đề nƣớc sản xuất cho nông dân Nhƣ xử lý nƣớc thải ozon hiệu ứng dụng đƣợc thực tế, nhằm làm giảm ô nhiễm môi trƣờng cho khu vực chăn nuôi khu vực khác  Qua sơ đồ hiệu suất xác định đƣợc lƣợng ozon phù hợp, hiệu quả, tiết kiệm cho q trình oxy hóa, xử lý chất hữu cơ, vi sinh vật hiệu lƣợng ozon gần 100 mg/l.Ngoài để tăng thêm hiệu q trình oxy hóa ta kết hợp thêm việc sử dụng tia UV, H2O2 để xử lý nƣớc thải chăn nuôi 43 3.4 Đề xuất giải pháp 3.4.1 Giải pháp kỹ thuật - Qua trình tìm hiểu nghiên cứu, xin đƣợc đề xuất giải pháp kỹ thuật cho xử lý nƣớc thải chăn ni nhƣ sau: Hình 3.16 Sơ đồ bố trí bể hệ thống xử lý nƣớc thải chăn nuôi Hệ thống xử lý nƣớc thải chăn ni gồm có: (1) Nƣớc thải heo, nƣớc rửa chuồng đƣợc tập trung bể đƣợc đƣa vào bể biogas để xử lý hầm biogas kỵ khí Bể biogas hệ thống gồm có hầm ủ, hệ thống điều áp, hệ thống dẫn khí, dạng bể có ngăn, ngăn để chứa chất thải, ngăn để chứa nƣớc thải sau ủ Việc xây dựng bể ngăn nhằm tránh tải cho bể biogas (2) Bể tập trung nƣớc thải: Tại khu vƣc lấy mẫu có nhà ni heo mơ hình gần nhau, ta tập trung nƣớc thải chăn nuôi sau biogas hộ gia đình bể tập trung để dễ dàng cho việc xử lý xây dựng hệ thống (3) Sau nƣớc thải chăn nuôi qua hệ thống biogas đƣợc tập trung lại đƣợc đƣa đến bể keo tụ tủa để xử lý tiếp Chất keo tụ sử dụng cho trình keo tụ PAC Do tốc độ lắng keo tụ tủa tốn vài phút, 44 nƣớc thải chảy tràn, trình lắng đƣợc thực bể keo tụ, nhằm làm giảm chi phí xây dựng mà hiệu xử lý cao Nƣớc thải sau keo tụ đƣợc thiết kế chảy tràn sang bể xy hóa (4) Nƣớc thải sau keo tụ, lắng đƣợc đƣa đến bể ô xy hóa để xử lý chất nhiễm, vi sinh vật lại Nƣớc thải sau xử lý đạt quy chuẩn môi trƣờng cho phép theo quy định pháp luật Tùy lƣợng nƣớc thải mà lƣợng khí ozon sục khác (5) Nƣớc thải sau qua bể sục đạt tiêu chuẩn đƣợc xả thải ngồi mơi trƣờng 3.4.2 Giải pháp quản lý - ăn vào kết thí nghiệmvà quan sát thực địa trạng quản lý xử lý nƣớc thải chăn nuôi Đề tài đề xuất số giải pháp nhƣ sau: - Thực tốt công tác quan trắc kiểm tra chất lƣợng nƣớc thải chăn nuôi định kỳ cho nguồn thải theo quy định Nhà nƣớc - Tổ chức thực trƣơng trình truyền thơng mơi trƣờng khu dân cƣ địa bàn xã, để tuyên truyền phổ biến thơng tin có liên quan đến việc quản lý xử lý chất thải chăn ni - Chính quyền địa phƣơng cần tiến hành quy hoạch xây dựng khu vực tập trung xử lý nƣớc thải chăn, đảm bảo cho việc quản lý chất lƣợng nƣớc thải 3.4.3 Giải pháp truyền thông, giáo dục - Để nâng cao chất lƣợng môi trƣờng ta cần giáo dục, nâng cao ý thức ngƣời dân vấnvề môi trƣờng, đặc biệt vấn đề sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên - Tuyên truyền, giáo dục ý thức bảo vệ môi trƣờng, vệ sinh môi trƣờng cho ngƣời dân thông qua phƣơng tiện thông tin đại chúng.Phối hợp với quan ban nghành, đào tạo, nâng cao kiến thức môi trƣờng cho tuyên truyền viên vệ sinh môi trƣờng, phƣơng pháp tuyên truyền - Tổ chức hoạt động tuyên truyền nâng cao ý thức bảo vệ môi trƣờng địa phƣơng, trọng giáo dục môi trƣờng cho hệ ngồi giảng đƣờng 45 ƢƠNG KẾT LUẬN – TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận - Nƣớc thải chăn ni nƣớc thải có màu đen, mùi thối, chứa nhiều chất hữu dễ phân hủy, chất rắn lơ lửng, nitơ, phot pho, vi sinh vật có khả gây bệnh cho ngƣời sinh vật TSS = 753 (mg/l), COD = 1152 (mg/l), BOD5 = 564 (mg/l), N-NH4+ = 98,5 (mg/l), P-PO43- = 115,48 (mg/l) - Sau khảo sát trình xử lý nƣớc thải chăn nuôi keo tụ keo tụ PAC kết cho thấy hiệu suất xử lý TSS = 86,75%, hiệu suất xử lý COD = 66,67%, hiệu xuất xử lý BOD5 = 77,13%, hiệu suất xử lý N-NH4+ = 32,89%, hiệu suất xử lý P-PO43- = 86,88% - Sau keo tụ tiến hành bƣớc ô xy hóa tiếp theo, kết cho thấy hiệu suất xử lý COD = 90%, hiệu xuất xử lý BOD5 = 77,84%, hiệu suất xử lý N-NH4+ = 79,9%, hiệu suất xử lý P-PO43- = 85,35% Nƣớc thải sau xử lý đạt Q VN 40/2011/BTNMT - Qua trình thực thí nghiệm kết thí nghiệm, đề tài đề xuất đƣợc giải pháp công nghệ cho xử lý nƣớc thải chăn nuôi đạt chuẩn môi trƣờng theo quy định 4.2 Tồn - Thiếu thời gian kinh phí cho việc xây dựng hệ thống khu vực chăn nuôi - hƣa khảo sát hết đƣợc yếu tố ảnh hƣởng đến điều kiện xử lý 4.3 Kiến nghị Do thời gian thí nghiệm cịn nên đề tài thực đƣợc việc khảo sát khả xử lý nƣớc thải chăn ni phịng thí nghiệm Đề tài cịn nhiều thiếu sót nhƣ: Mơ hình chƣa đƣa thực địa để kết có tính khách quan Vì để đƣa mơ hình thực tế, nhƣ hồn thiện mơ hình cần phải cần thêm thời gian nghiên cứu, thiết kế xây dựng hệ thống, nghiên cứu phân tích lợi ích kinh tế thu đƣợc từ hệ thống xử lý Tìm kiếm, thu hút nhà đầu tƣ để có kinh phí xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải chăn nuôi đạt tiêu chuẩn môi trƣờng 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO A.S.StasiNakis (2008): Use of selected Advanced Oxidation Processes (AOPs) For wastewater treatment.Global Nest Bùi Hữu Đoàn (2011): Bài giảng quản lý chất thải chăn nuôi – Nhà xuất Nông nghiệp, trƣờng đại học Nông nghiệp Hà Nội Lê Văn át(2007):Xử lý nước thải giàu hợp chất Nitơ và, Phốtpho – Nhà Xuất Khoa học tự nhiên công nghệ Lâm Vĩnh Sơn (2011) Bài giảng kỹ thuật xử lý nước thải Trƣờng đại học Khoa học – tự nhiên Nguyễn Tâm Khiêm (2013): Xử lý nước thải chăn nuôi heo phươngpháp sinh học – luận văntốt nghiệp Viện sinh học nhiệt đới Nguyễn Huy Phú, Nguyễn Hồng Phƣơng (2013) Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp ô xy hóa nâng cao Luận văn tốt nghiệp Trƣờng Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh, Viện khoa học công nghệ quản lý môi trƣờng Ngô Chinh Quân (2008), nghiên cứu xử lý nước thải ozon – nghiên cứu khoa học Trung tâm nhiệt đới Việt Nga- chi nhánh phía nam Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga (2002), giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải – Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội Trần Thị Thanh, Trần Yêm, Đồng Kim Loan (2004), giáo trình cơng nghệ mơi trường – Nhà xuất đại học Quốc gia Hà Nội 10 Viện Công nghệ Môi trƣờng (2012), Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau biogas phương pháp lọc sinh học nhỏ giọt - Viện Hàn lâm khoa học công nghệViệt Nam 11 Viện Kinh tế nông nghiệp (2005):Báo cáo tổng quan “Các nghiên cứu ngành chăn nuôi Việt Nam 12 Jean-Michel Médoc, Kim Văn Vạn cộng (2009) Quản lý kết hợp nguồn chất thải từ chăn nuôi lợn Việt Nam, Hội thảo quản lý chất thải chăn nuôi PHỤ LỤ Hình 1: Bố trí thí nghiệm xác định pH tối ƣu Hình 2: Bố trí thí nghiệm xác định lƣợng PAC tối ƣu Hình 3: Mẫu nƣớc lọc đƣợc sau tiến hành keo tụ đợi lắng Hình 4: Bố trí thí nghiệm sục khí ozon ... tài nghiên ? ?Ứng dụng keo tụ tủa PAC kết hợp ozon hóa xử lý nƣớc thải chăn ni” nhằm sử dụng phƣơng pháp hóa học – lý học – sinh học để xử lý hiệu nƣớc thải chăn ni, giúp kiểm sốt, xử lý chất ô nhiễm... tính nhiễm nƣớc thải chăn nuôi thông qua số số ô nhiễm - Nghiên cứu sử dụng keo tụ tủa PAC để xử lý nƣớc thải chăn nuôi - Nghiên cứu ôxy hóa ozon để xử lý ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi - Đề xuất... khảo sát trình xử lý nƣớc thải chăn nuôi keo tụ keo tụ PAC kết cho thấy hiệu suất xử lý TSS = 86,75%, hiệu suất xử lý COD = 66,67%, hiệu xuất xử lý BOD5 = 77,13%, hiệu suất xử lý N-NH4+ = 32,89%,