Nghiên cứu ảnh hưởng của độ dẫn và tải trọng thủy lực đến khả năng xử lý nước thải bằng công nghệ bãi lọc ngầm của một số loại vật liệu lọc tại Phân hiệu Đại học Thái Nguyên tại tỉnh Lào Cai

1. Mục tiêu: Xác định độ dẫn thủy lực của từng loại vật liệu lọc và các công thức vật liệu lọc khác nhau. Đánh giá khả năng xử lý nước thải chăn nuôi. Đánh giá khả năng xử lý nước thải chăn nuôi của mô hình bãi lọc ngầm thí nghiệm ở các mức tải trọng thủy lực khác nhau, từ đó xác định được mức tải trọng thủy lực tối ưu. 2. Nội dung chính: Xác định độ dẫn thủy lực của các công thức vật liệu lọc. Nghiên cứu ảnh hưởng của độ dẫn thủy lực đến khả năng xử lý nước thải của từng công thức vật liệu lọc. Nghiên cứu ảnh hưởng của tải trọng thủy lực đến khả năng xử lý nước thải và xác định tải trọng thủy lực tối ưu của các công thức vật liệu lọc. 3. Kết quả chính đạt được: Sản phẩm đào tạo: + 01 Mô hình thực nghiệm phục vụ đào tạo ngành Quản lý tài nguyên môi trường. Sản phẩm khoa học: + 01 Báo cáo tổng kết đề tài.

TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP PHÂN HIỆU Tên đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng độ dẫn tải trọng thủy lực đến khả xử lý nước thải công nghệ bãi lọc ngầm số loại vật liệu lọc Phân hiệu Đại học Thái Nguyên tỉnh Lào Cai” - Mã số: SV2017-03 - Chủ nhiệm đề tài: Phùng Cáo Phây Lớp: Quản lý tài nguyên mơi trường K1 E-mail: caophaytnmtk1@gmail.com - Cơ quan chủ trì đề tài: Phân hiệu ĐHTN tỉnh Lào Cai - Thời gian thực hiện: 12 tháng (Từ tháng 3/2017-3/2018) Mục tiêu: - Xác định độ dẫn thủy lực loại vật liệu lọc công thức vật liệu lọc khác Đánh giá khả xử lý nước thải chăn nuôi - Đánh giá khả xử lý nước thải chăn ni mơ hình bãi lọc ngầm thí nghiệm mức tải trọng thủy lực khác nhau, từ xác định mức tải trọng thủy lực tối ưu Nội dung chính: - Xác định độ dẫn thủy lực công thức vật liệu lọc - Nghiên cứu ảnh hưởng độ dẫn thủy lực đến khả xử lý nước thải công thức vật liệu lọc - Nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng thủy lực đến khả xử lý nước thải xác định tải trọng thủy lực tối ưu công thức vật liệu lọc Kết đạt được: * Sản phẩm đào tạo: + 01 Mơ hình thực nghiệm phục vụ đào tạo ngành Quản lý tài nguyên & môi trường * Sản phẩm khoa học: + 01 Báo cáo tổng kết đề tài SUMMARY Research Project Title: “Study on the impact of hydraulic conductivity and optimal hydraulic load in wastewater treatment capability by underground leach technology of some kind of filter materials at Thai Nguyen University - Lao Cai Campus” - Code number: SV2017-03 - Implementing Institution: Thai Nguyen University – Lao Cai Campus - Duration: from 3/2017 to 3/2018 Objectives: - Determining hydraulic conductivity and wastewater treatment capability of some kind of filter materials - Evaluate the ability of wastewater treatment of the model of underground filter at different hydraulic loading levels, thus determining the optimum hydraulic load Main contents: - Determining hydraulic conductivity of some kind of filter materials - Determining wastewater treatment capability of some kind of filter materials - Determining the optimum hydraulic load of some kind of filter materials Results obtained: * Education products: - 01 experimental model * Science products: - Learning materials and reference for students: 01 thesis report DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu BOD COD CV DO LSD QCVN TSS T-N T-P TNMT Tiếng Anh Biochemical Oxygen Demand Chemical Oxygen Demand Coefficient of variation Dissolved Oxygen Least significant difference National Technical Regulation on industrial wastewater Total Suspended Solids Total Nitrogen total phosphorus Resources - Environment Tiếng Việt Nhu cầu oxy hóa sinh hóa Nhu cầu oxy hóa hóa học Hệ số biến động Oxy hịa tan Sai khác nhỏ Qui chuẩn Việt Nam Hàm lượng chất rắn lơ lửng Tổng đạm Tổng lân Tài nguyên – Môi trường Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Nước cội nguồn sống, yếu tố quan trọng hàng đầu cho tồn phát triển người sinh vật Tuy nhiên nay, tài nguyên nước suy giảm nghiêm trọng số lượng chất lượng mà nguyên nhân chủ yếu – không khác lại người Nước thải phát sinh từ hoạt động sống, hoạt động sản xuất người Kinh tế phát triển, nhu cầu sử dụng nước ngày nước thải hệ tất yếu Nếu khơng có biện pháp quản lý xử lý kịp thời nhiễm mơi trường nước nước thải vấn đề thời gian Một nguồn nước thải có tải trọng lớn, ảnh hưởng trực tiếp đến tài nguyên nước là: nước thải chăn nuôi Một số biện pháp xử lý nước thải chăn nuôi tiến hành thử nghiệm thực tế như: học, lý - hoá học, v.v Tuy nhiên, việc áp dụng biện pháp tốn kém, yêu cầu kỹ thuật cao tiềm ẩn nguy gây ô nhiễm thứ sinh, khó triển khai rộng rãi vào sản xuất Bãi lọc ngầm (Constructed Wetland) năm gần biết đến giới giải pháp công nghệ xử lý nước thải cấp điều kiện tự nhiên, đạt hiệu suất cao, chi phí thấp ổn định, đồng thời góp phần làm tăng giá trị đa dạng sinh học, cải tạo cảnh quan môi trường địa phương Để tăng hiệu xử lý bãi lọc ngầm, việc tìm kiếm loại vật liệu lọc đánh giá ảnh hưởng độ dẫn tải trọng thủy lực đến khả xử lý nước thải chúng cần thiết Vì tơi đề xuất thực đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng độ dẫn tải trọng thủy lực đến khả xử lý nước thải công nghệ bãi lọc ngầm số loại vật liệu lọc Phân hiệu Đại học Thái Nguyên tỉnh Lào Cai” Kết nghiên cứu đề tài mở hướng đầy triển vọng cho nghiên cứu chuyên sâu có liên quan đến hiệu xử lý nước thải công nghệ bãi lọc ngầm với nhiều loại vật liệu lọc khác Việt Nam 1.2 Mục tiêu nghiên cứu - Xác định độ dẫn thủy lực loại vật liệu lọc công thức vật liệu lọc khác Đánh giá ảnh hưởng độ dẫn thủy lực đến khả xử lý nước thải chăn nuôi - Đánh giá khả xử lý nước thải chăn nuôi mơ hình bãi lọc ngầm mức tải trọng thủy lực khác nhau, từ xác định mức tải trọng thủy lực tối ưu 1.3 Mục đích nghiên cứu - Xác định độ dẫn thủy lực tải trọng thủy lực tối ưu bãi lọc ngầm ứng dụng trường hợp xử lý nước thải chăn ni sau Biogas quy mơ hộ gia đình 1.4 Ý nghĩa đề tài 1.4.1 Ý nghĩa học tập nghiên cứu khoa học - Kết nghiên cứu đề tài mở hướng đầy triển vọng cho nghiên cứu chuyên sâu có liên quan đến hiệu xử lý nước thải công nghệ bãi lọc ngầm với nhiều loại vật liệu lọc khác Việt Nam - Là nguồn tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên ngành Tài ngun & Mơi trường ngành khác có liên quan 1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn sản xuất - Xử lý nước thải chăn nuôi hiệu quả, vật liệu rẻ, dễ kiếm phương pháp thân thiện với môi trường bãi lọc ngầm Phần TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học 2.1.1 Một số khái niệm * Môi trường: Luật Bảo vệ môi trường 2014 định nghĩa sau: “Môi trường hệ thống yếu tố vật chất tự nhiên nhân tạo có tác động tồn phát triển người sinh vật” * Ơ nhiễm mơi trường: Theo Điều Luật Bảo vệ mơi trường Việt Nam 2014: “Ơ nhiễm môi trường biến đổi thành phần môi trường không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến người, sinh vật” * Ô nhiễm môi trường nước: Là thay đổi thành phần chất lượng nước không đáp ứng cho mục đích sử dụng khác nhau, vượt tiêu chuẩn cho phép có ảnh hưởng xấu đến đời sống người sinh vật Nước tự nhiên tồn nhiều hình thức khác nhau: Nước ngầm, nước sông hồ, tồn thể khơng khí Nước bị nhiễm nghĩa thành phần tồn chất khác, mà chất gây hại cho người sống sinh vật tự nhiên Nước ô nhiễm thường khó khắc phục mà phải phịng tránh từ đầu * Nước thải chăn nuôi: Nước thải chăn nuôi loại nước thải đặc trưng có khả gây nhiễm mơi trường cao có chứa hàm lượng cao chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P Vi sinh vật (VSV) gây bệnh * Tiêu chuẩn môi trường: Khoản 6, Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường năm 2014 quy định: “Tiêu chuẩn môi trường mức giới hạn thông số chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng chất gây nhiễm có chất thải, u cầu kỹ thuật quản lý quan nhà nước tổ chức công bố dạng văn tự nguyện áp dụng để bảo vệ môi trường” * Độ dẫn thủy lực (Hydraulic conductivity): Lượng nước giữ lại trung bình đơn vị diện tích ướt hay khả cho nước qua vật liệu đơn vị diện tích Độ dẫn thuỷ lực vật liệu lọc tính cơng thức: K = Q/A.I Trong đó: K - Là độ dẫn thủy lực (m/s) A - Diện tích mặt cắt ngang mơ hình thử vật liệu lọc (m2) I - Độ dốc (%) Q - Lưu lượng dòng chảy (ml/h) * Tải trọng thủy lực: tải trọng nước phân phối bề mặt cơng trình Tải trọng thủy lực tính bằng: Lưu lượng xử lý (m 3/h) chia cho diện tích bề mặt cơng trình (m2) 2.1.2 Tổng quan chất thải chăn nuôi 2.1.2.1 Khái niệm nhiễm mơi trường chăn ni Ơ nhiễm môi trường chăn nuôi là: thay đổi bất lợi mơi trường khơng khí, mơi trường đất mơi trường nước hồn tồn hay đại phận hoạt động chăn nuôi hoạt động nuôi trồng thủy sản người tạo nên Những hoạt động tác dụng trực tiếp, gián tiếp đến thay đổi mặt lượng, mức độ xạ, thành phần hóa học, tính chất vật lý Những thay đổi tác động có hại đến người sinh vật trái đất [9] 2.1.2.2 Nguồn gốc phát sinh chất thải chăn nuôi Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm môi trường nước hoạt động chăn nuôi chủ yếu gây nước thải rửa chuồng, nước tiểu lợn Ô nhiễm chất thải rắn phân, thức ăn thừa lợn vương vãi chuồng mà không thu gom kịp thời Các chất chất dễ phân hủy sinh học: carbonhydrate, protein, chất béo dẫn đến vi sinh vật phân hủy làm phát tán mùi hôi thối môi trường Đây chất gây ô nhiễm nặng thường thấy trang trại chăn nuôi tập trung 2.1.2.3 Thành phần tính chất nước thải chăn ni - Các chất hữu vô cơ: Trong nước thải chăn nuôi hợp chất hữu chiếm 70–80% gồm cellulose, protit, acid amin, chất béo, hidratcarbon dẫn xuất chúng có phân, thức ăn thừa Hầu hết chất hữu dễ phân hủy, chất vô chiếm 20–30 % gồm cát, đất, muối, ure, ammonium, muối chlorua, SO42-, Trong trình phân hủy chất hữu điều kiện hiếu khí cho sản phẩm CO2, H2O, NO2-, NO3- Cịn q trình kị khí CH 4, N2, NH3, H2S, - N P: Với điều kiện chăn nuôi thức ăn công nghiệp nay, sử dụng phổ biến thức ăn đậm đặc, với hàm lượng N P cao, vật ni tiết ngồi theo phân nước tiểu lượng đạm cao Trong nước thải chăn nuôi lợn thường chứa hàm lượng N P cao Hàm lượng N-tổng nước thải chăn nuôi 571 – 1026 mg/l photpho từ 39 – 94 mg/l - Sinh vật gây bệnh: Nước thải chăn nuôi không chứa chất độc hại nước thải ngành công nghiệp khác chứa nhiều ấu trùng, vi trùng, trứng giun sán, điển hình nhóm vi trùng đường ruột với genus như: E.Coli, Salmonella, Shigella, Proteus, Arizona, Trứng giun sán nước thải với loại điển hình là: Fasiola hepatica, Fasiolagigantiac, Fasiolosis buski, phát triển đến giai đoạn gây nhiễm sau - 28 ngày nhiệt độ khí hậu nước ta tồn - tháng Nhiều loại mầm bệnh có khả xâm nhập vào mạch nước ngầm B.anthracis, Salmonella, E.Coli, [10] Bảng 2.1 Thành phần hóa học nước thải chăn nuôi lợn [16] STT Đặc tính Vật chất khơ NH4-N Nt Tro Urea Cacbonates pH Đơn vị g/kg g/kg g/kg g/kg mmol/l g/kg Giá trị 30,9 – 35,9 0,13 – 0,40 4,90 – 6,63 8,5 – 16,3 123 - 196 0,11 – 0,19 6,77 – 8,19 Bảng 2.2 Tính chất nước thải chăn ni lợn [10] STT Đặc tính Đơn vị Giá trị Độ màu Pt-CO 350 - 870 Độ đục mg/l 420 - 550 BOD5 mg/l 3500 - 8900 COD mg/l 5000 - 12000 SS mg/l 680 - 1200 Pt mg/l 36 - 72 Nt mg/l 220 - 460 Dầu mỡ mg/l - 58 2.1.2.4 Các phương pháp xử lý nước thải chăn ni lợn * Phương pháp hóa lý: Nước thải chăn ni cịn chứa nhiều chất hữu cơ, chất vơ dạng hạt có kích thước nhỏ, khó lắng, khó tách phương pháp học thơng thường tốn nhiều thời gian hiệu khơng cao Vì vậy, ta áp dụng phương pháp keo tụ để loại bỏ chúng Các chất keo tụ thường sử dụng gồm: phèn nhôm, phèn sắt, phèn bùn, kết hợp với polyme trợ keo tụ để tăng trình tụ keo Theo nghiên cứu Trương Thanh Cảnh (2001) trại chăn nuôi lợn 2/9, phương pháp keo tụ tách 80 - 90 % hàm lượng chất lơ lửng có nước thải chăn ni lợn Tuy nhiên chi phí xử lý cao Áp dụng phương pháp để xử lý nước thải chăn nuôi không hiệu mặt kinh tế [13] * Phương pháp xử lý sinh học: Phương pháp dựa hoạt động vi sinh vật có khả phân hủy chất hữu Các vi sinh vật sử dụng chất hữu chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng tạo lượng Tùy theo nhóm vi khuẩn sử dụng hiếu khí hay kỵ khí mà người ta thiết kế cơng trình khác nhau; phụ thuộc vào khả tài chính, diện tích đất mà người ta sử dụng hồ sinh học hay bể nhân tạo để xử lý [13] * Các hệ thống xử lý nhân tạo phương pháp sinh học: - Xử lý theo phương pháp hiếu khí: + Bể aeroten thơng thường; + Bể aeroten xáo trộn hồn tồn; + Bể aeroten mở rộng; + Mương oxy hóa; + Bể hoạt động gián đoạn (SBR); + Tháp lọc sinh học; + Tháp lọc sinh học nhỏ giọt; + Bể lọc sinh học tiếp xúc quay (RBC) - Xử lý theo phương pháp kỵ khí: + Bể xử lý lớp bùn kỵ khí với dịng nước từ lên (UASB); + Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc; + Bể lọc kỵ khí; + Bể phản ứng có dòng nước qua lớp cặn lơ lửng lọc tiếp qua lớp vật liệu lọc cố định * Các hệ thống xử lý tự nhiên phương pháp sinh học - Hồ sinh học: + Hồ hiếu khí; + Hồ làm thống tự nhiên; + Hồ hiếu khí làm thoáng nhân tạo; + Cánh đồng tưới; + Vùng đất ngập nước (bãi lọc ngầm trồng - Constructed Wetland) 2.1.2.6 Thực trạng xử lý nước thải chăn nuôi tỉnh Lào Cai Trong năm qua, Lào Cai quan tâm nhiều đến vấn đề xử lý môi trường chăn nuôi Cụ thể, từ tháng 01/2014, tỉnh Lào Cai triển khai Dự án Khí sinh học cho ngành chăn nuôi (do Bộ NN&PTNT thực hiện) Dự án có tổng ngân sách hỗ trợ 23,5 tỷ đồng nhằm xây dựng 4.700 cơng trình bể khí sinh học xử lý chất thải Biogas địa bàn toàn tỉnh Trong đó, 2.700 cơng trình hỗ trợ mức giá triệu/một cơng trình, cịn lại 1.000 cơng trình hỗ trợ triệu/một cơng trình Tính đến hết tháng 6/2017, tồn tỉnh xây dựng 2400 cơng trình bể biogas Ngồi ra, địa phương cịn nhiều cơng trình biogas người dân tự đầu tư xây dựng Tất cơng trình đưa vào sử dụng phát huy hiệu quả, góp phần giải tình trạng nhiễm mơi trường chất thải chăn nuôi gây Mặc dù vậy, theo thống kê Chi cục Chăn nuôi Thú y Lào Cai, số liệu tính đến tháng 5/2017, với số cơng trình biogas có số chất thải rắn chăn nuôi xử lý qua hệ thống biogas chiếm phần nhỏ, số lại phần người dân ủ phân bón cho đồng ruộng, lượng không nhỏ xả thẳng môi trường Thêm vào đó, cơng trình biogas thực tế ln tình trạng q tải, tức tổng lượng chất thải phải xử lý vượt công suất bể làm giảm hiệu xử lý; trình độ nhận thức không đồng người dân dẫn đến chưa sử dụng, bảo quản bể biogas cách, chưa bảo trì thường xuyên, dẫn đến tình trạng nước thải sau biogas chưa đạt yêu cầu Tiến hành lấy mẫu nước thải sau Biogas trang trại nuôi lợn ông Đỗ Văn Sự - Tổ 13C, phường Bình Minh – Lào Cai, qui mô 30-50 Bảng 2.3 Kết phân tích số tiêu vật lý, hố học nước thải chăn ni sau cơng trình khí sinh học Biogas (Nguồn: Kết phân tích) Qua bảng 2.3 ta thấy: Nước thải xử lý qua bể biogas hàm lượng chất hữu cơ, cặn bẩn cao, đặc biệt như: - Tổng chất rắn lơ lửng TSS 1109 mg/l, TCCP 150 mg/l, vượt TCCP 7,4 lần 10 STT Công thức Thời gian (h) A(m2) I(%) Q(ml/h) K(mm/h) K(m/s) VL1 0,02 420,2 21010 5,8 x 10-2 VL2 VL3 VL4 VL5 1 1 0,02 0,02 0,02 0,02 1 1 239,2 367,6 251,2 295,9 11960 18380 12560 14795 3,3 x 10-3 5,1 x 10-3 3,5 x 10-3 4,1 x 10-3 (Nguồn: Kết thí nghiệm, tính tốn) Từ kết bảng ta thấy: Với lưu lượng dòng thử đo 420,2 ml/h ta xã định độ dẫn thủy lực khơng có vật liệu lọc là: 5,8 x 10-2 m/s; Tương tự với công thức vật liệu lọc ta xác định được: Lưu lượng 239,2 ml/h, độ dẫn thủy lực SN + ĐN + ĐSN + Nền 11960 mm/h, tương ứng 3,3 x 10-3 m/s; Lưu lượng 367,6 ml/h, độ dẫn thủy lực ST + ĐT + ĐSN + Nền 18380, tương ứng 5,1 x 10-3 m/s; Lưu lượng 251,2 ml/h, độ dẫn thủy lực ST + ĐN + ĐSN + Nền 12560, tương ứng 3,5 x 10-3 m/s; Lưu lượng 259,9 ml/h, độ dẫn thủy lực SN + ĐT + ĐSN + Nền 14795, tương ứng 4,1 x 10-3 m/s * Kết luận: Độ dẫn thuỷ lực phụ thuộc vào chất liệu vật liệu lọc kết hợp vật liệu với Các loại vật liệu lọc khác có độ dẫn thuỷ lực khác Các hạt nhỏ, có độ nhám lớn độ dẫn thủy lực nhỏ ngược lại hạt to, độ nhám nhỏ độ dẫn thủy lực lớn Độ dẫn thủy lực công thức vật liệu lọc xếp theo thứ tự tăng dần, cụ thể sau: VL2VL1 + So sánh với kết xác định độ dẫn thủy lực công thức vật liệu lọc cho thấy: độ dẫn thủy lực công thức cao hiệu suất xử lý giảm, hay nói cách khác: Hiệu suất xử lý nước thải công thức tỷ lệ 34 nghịch với độ dẫn thủy lực 4.3 Xác định tải trọng thủy lực tối ưu Vật liệu vị trí từ lên cố định là: Nền = MB + SM Ứng dụng độ dẫn thủy lực tối ưu xác định thực nghiệm từ thí nghiệm là: K = 18380 (mm/h) hay K = 5,1 x 10-3 (m/s) công thức vật liệu lọc số hỗn hợp của: SN + ĐN + ĐSN + Tiến hành thí nghiệm với tải trọng thủy lực thay đổi mức: 20lít/ngày, 30 lít/ngày, 40 lít/ngày (TR1 - 20 lít/ngày, TR2 - 30 lít/ngày, TR3 - 40 lít/ngày) tương đương với công thức TR1, TR2, TR3 Sau bố trí thí nghiệm, chạy mơ hình liên tục 10 ngày, lấy mẫu nước xác định tiêu trước sau xử lý 4.3.1 Chạy mơ hình với tải trọng thuỷ lực 20 lít/ngày * Chạy mơ hình với tải trọng thuỷ lực 20 lít/ngày, kết sau: Bảng 4.10 Khả xử lý nước thải với tải trọng 20 lít/ngày Chỉ tiêu TSS BOD5 COD T-N Coliform Đơn vị Trước xử lý Sau xử lý Hiệu suất (%) mg/l 548 149 72,8 mg/l 457,5 95,7 79,1 mg/l 643,7 298,7 53,6 mg/l 391,9 133,7 65,9 MPN/100ml 8805 4983 94,3 (Nguồn: Kết phân tích) Kết QCVN 62MT:2016/BTNMT, Cột B 150 100 300 150 5000 Bảng 4.10 cho thấy sau xử lý hàm lượng tiêu giảm đáng kể, cụ thể: + Hàm lượng TSS: giảm từ 548 mg/l 149 mg/l, hiệu suất đạt 72,8% + Hàm lượng BOD5: giảm từ 457,5 mg/l 95,7 mg/l, hiệu suất đạt 79,1% + Hàm lượng COD: giảm từ 643,7 mg/l 298,7 mg/l, hiệu suất đạt 53,6% + Hàm lượng T-N: giảm từ 391,9 mg/l 133,7 mg/l, hiệu suất đạt 65,9% + Hàm lượng Coliform: giảm từ 8805 MPN/100ml 4983 MPN/100ml, hiệu suất đạt 94,3% Vậy với tải trọng 20l/ngày, nồng độ ô nhiễm nước sau xử lý giảm nhiều, đạt hiệu suất xử lý cao, đạt tiêu chuẩn QCVN 62:2016/BTNMT, cột B 4.3.2 Chạy mơ hình với tải trọng thuỷ lực 30 lít/ngày * Chạy mơ hình với tải trọng thuỷ lực 30 lít/ngày, kết sau: 35 Bảng 4.11 Kết xử lý nước thải chăn nuôi mơ hình Chỉ tiêu TSS BOD5 COD T-N Coliform Kết Kết Hiệu suất Đơn vị (%) mg/l 548 156,2 71,5 mg/l 457,5 99,1 78,3 mg/l 643,7 304,9 52,6 mg/l 391,9 148,7 62,1 MPN/100ml 8805 5071 42,4 (Nguồn: Kết phân tích) Trước xử lý QCVN 62MT:2016/BTNMT, Cột B 150 100 300 150 5000 Bảng 4.11 cho thấy: + Hàm lượng TSS: giảm từ 548 mg/l 156,2 mg/l, hiệu suất đạt 71,5% + Hàm lượng BOD5: giảm từ 457,5 mg/l 99,1 mg/l, hiệu suất đạt 78,3% + Hàm lượng COD: giảm từ 643,7 mg/l 304,9 mg/l, hiệu suất đạt 52,6% + Hàm lượng T-N: giảm từ 391,9 mg/l 148,7 mg/l, hiệu suất đạt 62,1% + Hàm lượng Coliform; giảm từ 8805 MPN/100ml 5071 MPN/100ml, hiệu suất đạt 42,4% Qua kết cho thấy hàm lượng tiêu ô nhiễm nước thải sau xử lý giảm nhiều, đặc biệt có tiêu BOD 5, T-N đạt QCVN 62:2016/BTNMT, cột B, tiêu khác vượt tiêu chuẩn cho phép biên độ khơng lớn 4.3.3 Chạy mơ hình với tải trọng thuỷ lực 40 lít/ngày * Chạy mơ hình với tải trọng thuỷ lực 40 lít/ngày, kết sau: Bảng 4.12 Kết xử lý nước thải chăn ni mơ hình Chỉ tiêu Đơn vị mg/l TSS mg/l BOD5 mg/l COD mg/l T-N Coliform MPN/100ml (MPN/100ml) Trước xử lý Sau xử lý QCVN 62Hiệu suât MT:2016/BTNMT, Kết Cột B (%) 548 457,5 643,7 391,9 162,3 130,9 390,7 188,8 70,7 71,4 39,3 51,8 8805 5817 33,9 150 100 300 150 5000 (Nguồn: Kết phân tích) Qua bảng 4.12 cho thấy: hàm lượng chất giảm nhiều hiệu suất xử lý chưa cao, nước thải đầu chưa đảm bảo QCVN 62-MT:2016/BTNMT, 36 Cột B, cụ thể: + Hàm lượng TSS: giảm từ 548 mg/l 162.3 mg/l, hiệu suất đạt 70,7% + Hàm lượng BOD5: giảm từ 457,5 mg/l 130,9 mg/l, hiệu suất đạt 71,4% + Hàm lượng COD: giảm từ 643,7 mg/l 390,7 mg/l, hiệu suất đạt 39.3% + Hàm lượng T-N: giảm từ 391,9 mg/l 188,8 mg/l, hiệu suất đạt 51,8% + Hàm lượng Coliform: giảm từ 8805 MPN/100ml 5817 MPN/100ml, hiệu suất đạt 33.9% Bảng 4.13 Kết xác định số tiêu vật lý sau xử lý công thức tải trọng khác Tải trọng TR1 TR2 TR3 Màu sắc Trong nhẹ Màu đục nhẹ Màu đục nhẹ Mùi Khơng có mùi Khơng có mùi Khơng có mùi Khả xử lý số tiêu vật lý nước thải xếp theo thứ tự sau: TR1 > TR2 = TR3 * Kết luận: Từ kết phân tích ta thấy: - Cơng thức tải trọng thủy lực có khả xử lý nước thải tốt nhất, đạt hiệu suất xử lý cao TR1: 20 lít/ngày Nước thải đầu đảm bảo QCVN 62MT:2016/BTNMT, Cột B tất tiêu * Luận giải: Khả xử lý vi sinh vật phụ thuộc trực tiếp, tỷ lệ thuận với hàm lượng xy hịa tan nước, tốc độ dòng chảy thời gian lưu nước Như vậy, công thức vật liệu lọc (VL2), điều kiện thí nghiệm hàm lượng ô xy hòa tan thời gian lưu nước nhau, yếu tố định đến khả xử lý nước thải cơng thức thí nghiệm tốc độ dịng chảy Tốc độ dịng chảy cao, tải trọng thủy lực lớn.Tốc độ dịng chảy cao, hiệu suất xử lý nước vi sinh vật giảm Do vậy, tải trọng thủy lực tăng, hiệu suất xử lý giảm Các chất hữu nước thải giữ lại qua lớp vật liệu lọc, hệ vi sinh vật bám bề mặt vật liệu phân hủy, từ làm giảm hàm lượng tiêu nhiễm nước 37 Phần KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận - Hiệu suất xử lý nước thải công thức vật liệu lọc tỷ lệ nghịch với độ dẫn thủy lực, cụ thể: độ dẫn thủy lực cao hiệu suất xử lý giảm, ngược lại Hiệu suất xử lý nước thải công thức vật liệu lọc xếp theo chiều giảm dần sau: VL2>VL4>VL5>VL3>VL1 Trong đó, đạt hiệu suất xử lý cao công thức VL2 (SN + ĐN + ĐSN + Nền), nước thải đầu đạt QCVN 62-MT:2016/BTNMT, Cột B, đủ điều kiện tái sử dụng vào mục đích tưới tiêu, thủy lợi - Hiệu suất xử lý nước thải công thức vật liệu lọc tỷ lệ nghịch với tải trọng thủy lực, cụ thể: tải trọng thủy lực cao, hiệu suất xử lý giảm Hiệu suất xử lý nước thải công thức vật liệu lọc xếp theo chiều giảm dần sau: TR1>TR2>TR3 Trong đó, đạt hiệu suất xử lý cao TR1: 20 lít/ngày Nước thải đầu đảm bảo QCVN 62-MT:2016/BTNMT, Cột B tất tiêu Đề nghị - Đề nghị hướng dẫn cho trang trại chăn nuôi biết cách sử dụng kết hợp vật liệu lọc như: cát, sỏi, đá cách hợp lý để sử dụng mơ hình bãi lọc ngầm nhằm mang lại hiệu xử lý cao - Tiếp tục thử nghiệm, xác định độ dẫn thủy lực nghiên cứu khả xử lý nhiều loại vật liệu lọc khác để xây dựng hàm tương quan khả xử lý nước thải với độ dẫn thủy lực, tải trọng thủy lực công thức vật liệu lọc Xác nhận khoa Nông lâm Chủ nhiệm đề tài 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Việt Anh (2005), “Xử lý nước thải sinh hoạt bãi lọc ngầm trồng dòng chảy thẳng đứng điều kiện Việt Nam”, Trường Đại học Xây dựng Antoine Pouilieute, Bùi Bá Bổng, Cao Đức Phát (2010), Báo cáo “Chăn nuôi Việt Nam triển vọng 2010”, ấn phẩm tổ chức Prise – Pháp Lê Văn Cát (2007), Xử lý nước thải giàu hợp chất Nitơ Phootpho, Nhà xuất Khoa học Tự nhiên cơng nghệ Nguyễn Hồi Châu (2007), An toàn sinh học - yếu tố quan trọng hàng đầu chăn ni tập trung Hồng Đàn (2007), “Xử lý nước thải bãi lọc trồng cây, cơng nghệ đem lại nhiều lợi ích cho mơi trường”, http/www.nea.gov.vn Lăng Ngọc Huỳnh (2005), Vệ sinh môi trường chăn nuôi Nguyễn Thị Hồng, Phạm Khắc Liệu (2012), “Đánh giá hiệu xử lý nước thải chăn nuôi lợn hầm Biogas quy mô hộ gia đình Thừa Thiên – Huế”, Tạp chí Khoa học Đại học Huế tập 73, số 4, năm 2012 Phạm Thị Phương Lan (2007), Bài giảng “Dịch tễ vệ sinh môi trường chăn nuôi”, Trường Đại học Nông Lâm Thái Ngun Trịnh Xn Lai (2009), Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải - Tái bản, Nhà xuất Xây dựng Hà Nội 10 Nguyễn Hà Phương Ngân (2010), Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi Dầu mè (Jatropha curcas I) mơ hình bãi lọc thực vật, Cơng trình dự thi giải thưởng Sinh viên NCKH – EUREKA 11 Phạm Ngọc Thạch (2011), Bài viết “Ơ nhiễm mơi trường chăn nuôi”, Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội 12 Sở TN MT Lào Cai (2017), Báo cáo quan trắc môi trường tỉnh Lào Cai 2017 13 Viện chăn nuôi (2016), Báo cáo trạng môi trường chăn nuôi số 39 tỉnh Miền núi trung du phía Bắc Tiếng Anh 14 Bileen Wolmarans and Gideon H de Villiers: Start-up of a UASB effuent treatment plan on distellery wastewater, Water South Africa Vol.28 No.1 January 2002 15 Design Manual, Constructed Wetlands and Aquatic, Plant Systems for Municipal,Wastewater Treatment (9/1988) 16 Dayna Yocum, Wetlands, Science and Environmental Management, University Santa Barbara of California 17 Greenway M2003: Water Science and technology Vol 48 No2: 121-128 18 Metcalf Eddy (2003) Technical wastewater treatment and reuse, McGraw Hill, New York, NY 19 Mark Rice, Assistant Director: Solid Separation/Constructed Wetland System for Swine Wastewater Treatment, 2005 20 Jens Rjbye Schmidt and Birgitte Kiar Ahring: Treatment of waste water (EPA) United States Environmental Protection Agency: Managing Manure with Biogas Recovery Systems Improved Performance at Competitive Costs, 2002 21 Sapkota Bavor (1994), Wastewater treatment in constructed wetlands with Horizontal sub-suface flow DANH SÁCH CÁC THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU 40 Đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng độ dẫn tải trọng thủy lực đến khả xử lý nước thải công nghệ bãi lọc ngầm số loại vật liệu lọc Phân hiệu Đại học Thái Nguyên tỉnh Lào Cai” Họ tên Lớp Phùng Cáo Phây QLTNMT K1 Lê Hồng Nhung Nguyễn Thu Thảo QLTNMT K1 QLTNMT K1 Đào Thị Huyện QLTNMT K1 Sào Gà Do QLTNMT K1 Thào A Dia QLTNMT K1 Nội dung nghiên cứu cụ thể giao Chủ nhiệm đề tài: Chỉ đạo chung, phân công công việc; Tổng hợp viết báo cáo Xử lý số liệu, tham gia bố trí triển khai thí nghiệm Xử lý số liệu, tham gia bố trí triển khai thí nghiệm Xử lý số liệu, tham gia bố trí triển khai thí nghiệm Chuẩn bị vật tư, tham gia bố trí triển khai thí nghiệm Chuẩn bị vật tư, tham gia bố trí triển khai thí nghiệm 41 Ghi ... THAM GIA NGHIÊN CỨU 40 Đề tài: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng độ dẫn tải trọng thủy lực đến khả xử lý nước thải công nghệ bãi lọc ngầm số loại vật liệu lọc Phân hiệu Đại học Thái Nguyên tỉnh Lào Cai? ?? Họ... độ dẫn tải trọng thủy lực đến khả xử lý nước thải công nghệ bãi lọc ngầm số loại vật liệu lọc Phân hiệu Đại học Thái Nguyên tỉnh Lào Cai? ?? Kết nghiên cứu đề tài mở hướng đầy triển vọng cho nghiên. .. tăng hiệu xử lý bãi lọc ngầm, việc tìm kiếm loại vật liệu lọc đánh giá ảnh hưởng độ dẫn tải trọng thủy lực đến khả xử lý nước thải chúng cần thiết Vì đề xuất thực đề tài: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng độ