Kết quả cho thấy ngày đầu đ−a vào hệ NH4+ giảm xuống 43,73%, có thể là do môi tr−ờng mới sinh vật ch−a thích nghi nên nồng độ NH4+ giảm vì oxy gây ức chế quá trình chuyển hóa, dẫn đến NH4+ tạo thành các hợp chất khác nên nồng độ bị giảm mạnh. Nh−ng từ ngày thứ 2 nồng độ tăng lên 33,4 mg/l, đến ngày thứ 6 thì nồng độ NH4+ lại có xu h−ớng tăng nh−ng chậm, nồng độ đạt đ−ợc cao nhất là 84,19 mg/l, hiệu quả 80,28%. Từ ngày thứ 9 nồng độ tăng rất mạnh lên 456,34 mg/l. Nhìn chung vào các ngày tiếp theo nồng độ NH4+ tăng rất mạnh, hiệu quả chuyển hoá đạt trên 95%.
Bảng 10. Kết quả chuyển hoá N-amoni bằng ph−ơng pháp yếm khí
Ngày NH4 + (mg/l) Hiệu quả chuyển hoá (%) Ngày NH4 + (mg/l) Hiệu quả chuyển hoá (%) 0 29,5 0 15 713,13 97,67 1 16,6 - 43,73 17 494,85 96,65 2 33,4 50,3 19 649,44 97,44 3 52,85 68,59 21 532,05 96,88 4 63,05 73,67 23 445,76 96,36 5 84,19 80,28 25 432,7 96,16 6 84,19 80,28 27 356,7 95,35 9 456,34 96,36 28 457,5 96,37 11 279,55 94,06 29 301,7 94,5 13 467,3 96,45 30 362,7 95,42
Quá trình yếm khí phân hủy các chất hữu cơ sẽ làm cho N- hữu cơ đ−ợc chuyển về dạng N- amoni, vì thế nồng độ amoni tăng theo quá trình xử lý và tốc độ tăng phụ thuộc vào sự phân giải các chất hữu cơ chứa amoni và sự phản nitrat hóa chuyển NO2- và NO3- về NH4+. Trong tr−ờng hợp nghiên cứu của chúng tôi, tốc độ phân giải hữu cơ trong hệ xử lý yếm khí chậm, vì thế ban đầu tốc độ sinh
ra NH4+ thấp, sau đó quá trình phân giải lại tiếp tục nên nồng độ NH4+ tăng dần theo thời gian l−u.
Nh− vây đối với hệ yếm khí NH4+ chuyển hoá chậm, nồng độ tăng theo thời gian l−u. Vì vậy để đánh giá mức độ loại bỏ NH4+ thì ph−ơng pháp yếm khí, thì hiệu quả đạt không cao, nghĩa là ph−ơng pháp yếm khí chỉ đánh giá mức độ chuyển hoá NH4+ trong quá trình loại bỏ các hợp chất nitơ.
Quan hệ giữa NH4 với thời gian, xử lý YK
0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 800,00 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
Thời gian, ngày
N ồ n g đ ô , m g /l Cột
Hình15. Quan hệ giữa NH4 + với thời gian bằng YK 3.3.3. Kết quả loại bỏ N–NO3-
So với nồng độ NO3- khi bắt đầu đ−a vào hệ, ngày đầu tiên thấy nồng độ NO3- tăng lên 76,47% so với ban đầu, nh−ng sau đó lại giảm rất mạnh. Có thể một phần oxy còn l−u lại trong n−ớc tr−ớc khi đ−a vào về hệ thống nên tạo điều kiện cho NO3- tăng lên.
Bảng 11. Kết quả loại bỏ N-NO3- bằng ph−ơng pháp yếm khí
Ngày NO3-(mg/l) Hiệu quả loại
(%) Ngày NO3
-(mg/l) Hiệu quả loại (%) 0 20,4 0 15 1,17 94,26 1 36 -76,47 17 4,06 80,1 2 9 55,88 19 0,67 96,72 3 0,9 95,59 21 0,46 97,75 4 1,9 90,69 23 0,61 97 5 2,86 85,98 25 0,54 97,35 6 4,38 78,53 27 0,36 98,23 9 5,15 74,75 28 0,32 98,43 11 4,58 77,55 29 0,28 98,63 13 3,63 82,21 30 0,37 98,19
Quan hệ giữa NO3 với thời gian, xử lý YK
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
Thời gian, ngày
N ồ n g đ ộ , m g /l Cột
Hình16. Quan hệ giữa N- NO3 - với thời gian, xử lý YK
Nh−ng từ ngày thứ 2, NO3- giảm đi rất mạnh từ 36 mg/l xuống 9 mg/, hiệu quả loại bỏ là 55,88%, ngày thứ 3 hiệu suất loại bỏ rất cao 95,59%. Từ ngày thứ 4 đến ngày 13 hiệu quả loại bỏ dao động từ 1,9- 5,15 mg/l đạt hiệu suất cao trên 74%. Những ngày tiếp theo hiệu quả xử lý trên 96%.
Nh− vậy khả năng loại bỏ N–NO3- trong hệ xử lý yếm khí rất cao, ổn định. Bởi vì trong môi tr−ờng yếm khí N–NO3- bị khử thành các chất khí là giai đoạn cuối cùng của quá trình loại bỏ các hợp chất nitơ ra khỏi n−ớc.
3.3.4. Kết quả loại N tổng
Kết quả xử lý tổng N ta thấy 2 ngày đầu hệ thống hoạt động, hiệu quả loại bỏ tổng N không đáng kể, nguyên nhân có thể do các hợp chất hữu cơ phân huỷ trong điều kiện yếm khí chậm, một phần oxy trong môi tr−ờng đã hoà vào n−ớc thải nên vi sinh vật đã sử dụng nguồn oxy này để phân huỷ một phần các chất hữu cơ.
Bảng 12. Kết quả loại bỏ N tổng bằng ph−ơng pháp yếm khí
Ngày Tổng N Hiệu quả loại
(%) Ngày Tổng N Hiệu quả loại (%) 0 499,5 0 15 484,4 2,53 1 497 0,5 17 463,5 6,74 2 490 1,4 19 420 15,49 3 581 - 14,46 21 406 18,31 4 518 - 4,05 23 423 14,89 5 511 - 2,74 25 425 14,49 6 574 -1,34 27 415 16,5 9 483 2,89 28 379 23,74 11 491,4 1,22 29 327 34,2 13 469 5,63 30 435 12,47
Từ ngày thứ 3 đến ngày thứ 6 nồng độ nitơ tổng lại tăng so với thời điểm đ−a n−ớc thải vào hệ thống. Điều đó cho thấy các vi sinh vật hiếu khí đã bị chết trong môI tr−ờng yếm khí nên các chất hữu cơ phân huỷ sinh ra nitơ. Từ ngày thứ 9 nitơ tổng lại bắt đầu giảm nh−ng hiệu quả loại bỏ không cao, dao động từ 2,53 - 18,31%, nồng độ nitơ tổng giảm không đáng kể chỉ dừng lại ở giá trị thấp nhất là 406 mg/l.
Nh− vậy, hiệu quả xử lý nitơ tổng rất thấp, không thích hợp để loại bỏ các hợp chất nitơ.
Quan hệ giữa tổng N với thời gian, xử lý YK (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
Thời gian, ngày
N ồ n g đ ộ , m g /l Cột
Hình17. Quan hệ giữa tổng N với thời gian, xử lý YK
3.4. Đề xuất quy trình công nghệ và giảm thiểu
Quy trình công nghệ
Căn cứ vào nghiên cứu xử lý n−ớc thải (CBTBS) bằng ph−ơng pháp xử lý hiếu khí với yếm khí. Ta kết hợp 2 ph−ơng pháp xử lý trong một hệ thống xử lý n−ớc thải đạt hiệu quả xử lý các hợp chất nitơ cao nhất.
N−ớc thải sau khi đi qua song chắn rác để loại bỏ các hợp chất thô rồi đi qua bể điều hòa để điều chỉnh nồng độ các chất: pH, COD… mục đích để điều hoà nồng độ các chất nhằm nâng cao hiệu suất xử lý, sau đó qua bể lắng để loại bỏ một phần các chất lơ lửng tr−ớc khi đi vào hệ thống. Vì trong điều kiện hiếu khí các chất hữu cơ phân hủy rất nhanh để chuyển hóa thành các chất: NH4+, NO2-, NO3-. Đối với bể hiếu khí n−ớc thải nên l−u khoảng từ 6 – 9 ngày. Đây là thời điểm NH4+, NO2-, phân huỷ rất tốt, nitơ tổng cũng giảm mạnh, nồng độ các chất giảm đáng kể. Chỉ riêng có NO3- sinh ra nhiều nh−ng không phân huỷ đ−ợc vì oxy đã ức chế quá trình khử nitrat. Do đó ta nên tiếp tục cho n−ớc thải chuyển sang bể thiếu khí để các chất hữu cơ còn lại phân huỷ hết, đồng thời ở bể thiếu khí một phần NO3- bắt đầu thực hiện quá trình khử, ta nên l−u n−ớc ở bể này 2 - 3 ngày. Sau đó n−ớc thải tiếp tục chuyển sang bể yếm khí để thực hiện quá trình
khử NO3-, trong bể này quá trình khử nitrat diễn ra mạnh nhất, chỉ duy trì quá trình chất hữu cơ khó phân huỷ. Quá trình xử lý yếm khí sinh ra các khí nitơ, mùi và các chất lơ lửng vì vậy để n−ớc sạch đảm bảo tiêu chuẩn xả thải ra môi tr−ờng thì ta cần cho qua bể hiếu khí 2. Lúc đó, mùi giảm, các khí thoát hoàn toàn khỏi môi tr−ờng n−ớc, chất lơ lửng lắng xuống d−ới tạo thành bùn. Ta có thể bổ sung một ít bùn này vào bể lắng để cung cấp thêm vi sinh cho quá trình xử lý nhanh hơn.
Hình 18. Mô hình đề xuất xử lý các hợp chất nitơ trong n−ớc thải (CBTBS)
Biện pháp giảm thiểu
Giải pháp kỹ thuật giảm thiểu ô nhiễm môi tr−ờng tại làng nghề nh− áp dụng sản xuất sạch hơn (SXSH)
Lợi ích của SXSH:
* Lợi ích về kinh tế
- Nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên liệu, giảm tiêu hao vật t−, nguyên liệu, hóa chất, điện, n−ớc.
Song chắn rác N−ớc thải Bể điều hoà Bể lắng 1 Bể khí 1 hiếu Bể thiếu khí (Khử Nitrat hoá) ( Nitrat hoá) N−ớc đã xử lý Bùn thải Bùn hồi l−u Bể hiếu khí 2 Bể yếm khí
- Giảm giá thành sản phẩm, nâng cao khả năng cạnh tranh của các sản phẩm.
- Giảm l−ợng chất thải, giảm chi phí xử lý môi tr−ờng và tận thu chất thải tái sử dụng cho mục đích khác.
* Lợi ích về môi tr−ờng
- L−ợng chất thải thải ra ít nên môi tr−ờng đ−ợc cải thiện, ít ô nhiễm. - L−ợng chất thải đ−ợc tận thu do đó xử lý dễ dàng hơn.
* Lợi ích về xã hội
- Cải tạo sản phẩm, môi tr−ờng làng nghề. - Tạo ấn t−ợng tốt về hình ảnh làng nghề.
- Giảm bớt áp lực cũng nh− mâu thuẫn giữa các hộ sản xuất và các hộ không sản xuất, tạo không khí đoàn kết trong làng xóm.
Bảng 13. Giải pháp SXSH
TT Các giải pháp SXSH
Nhóm giải pháp
Chi phi đầu
t− Lợi ích
1
Cải tiến máy rửa guồng quay Cải tiến thiết bị 100 - 200 ngàn đồng Giảm l−ợng n−ớc tiêu tốn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tiết kiệm điện
Thu hồi vỏ nguyên liệu ở dạng khô dễ xử lý (đốt), giảm ô nhiễm CTR.
2
Tuần hoàn, tái sử dụng lại n−ớc lắng tinh bột cho công đoạn rửa củ
Tuần hoàn n−ớc Không tốn chi phí Giảm l−ợng n−ớc tiêu thụ Giảm l−ợng n−ớc thải cần xử lý
Tiết kiệm điện cho bơm n−ớc 3 Tận thu lại bã thải (trồng nấm, Tuần hoàn tái sử dụng Đầu t− tháp 200 ngàn Giảm l−ợng CTR Tạo ra sản phẩm mới
làm phân bón, thức ăn gia súc, nhiên liệu cho hầm biogas)
làm SP phụ đồng/tấn bã cho nông nghiệp, chăn nuôi…
Cung cấp nấm sò cho các vùng
4
Đầu t− tiền mua máy liên hoàn cho sản xuất tinh bột
Đổi mới thiết bị
10 triệu đồng/máy
Tăng năng suất, thu hồi bột cao
Tiết kiệm n−ớc Tiết kiệm điện
5 Trang bị đồng hồ đo điện Đổi mới thiết bị 100 - 200 ngàn đồng Tiết kiệm n−ớc Tiết kiệm điện
6 Bảo d−ỡng máy móc, tra dầu Quản lý nội vi Nhân công, dầu mỡ, phụ kiện. Giảm độ ồn
Tăng tuổi thọ cho thết bị
7 Đầu t− xây dựng hầm biogas (xử lý n−ớc, bã thải) Giảm thiểu tại nguồn 3 triệu đồng/chiếc
Thu hồi biogas cho đun nấu SH
Giảm luợng n−ớc thải và CTR
kết luận vμ đề nghị
Kết luận
Sau một thời gian thực nghiệm nghiên cứu xử lý các hợp chất Nitơ trong n−ớc thải chế biến tinh bột sắn tại làng nghề D−ơng Liễu, có thể rút ra một số kết luận sau:
1. N−ớc thải chế biến tinh bột sắn tại làng nghề bị ô nhiễm nghiêm trọng, các thông số môi tr−ờng sau khi phân tích cho thấy một số chỉ tiêu v−ợt quá tiêu chuẩn cho phép ( TCVN 5945 - 2005 loại B) gấp nhiều lần; BOD5 v−ợt 195,7 lần, COD v−ợt 134 lần, TSS v−ợt 7 lần, tổng N v−ợt 16,65 lần, CN- v−ợt 240 lần, NH4+, v−ợt 2,95 lần.
2. Hầu hết các cơ sở sản xuất tinh bột sắn đều không có hệ thống xử lý n−ớc thải. N−ớc thải chủ yếu vẫn đ−ợc xả thẳng trực tiếp ra cống rãnh thoát n−ớc chung gây ô nhiễm môi tr−ờng nghiêm trọng.
3. Ph−ơng pháp xử lý các hợp chất nitơ trong n−ớc thải chế biến tinh bột sắn bằng biện pháp sinh học đạt hiệu quả rất tốt. Ta nên xác định đ−ợc thời điểm 6- 9 ngày đầu xử lý hiếu khí, sau đó chuyển sang bể thiếu khí để một phần các chất hữu cơ vừa phân huỷ tiếp, các chất hữu cơ đã phân huỷ tiếp tục quá trình phân huỷ tiếp theo. Sau đó n−ớc thải mới chuyển sang bể yếm khí để thực hiện quá trình khử nitrat. Nh− vậy quá trình loại bỏ các hợp chất nitơ hoàn toàn triệt để.
4. Khi áp dụng ph−ơng pháp sinh học xử lý các hợp chất nitơ chúng ta có thể xử lý một số chất ô nhiễm khác trong n−ớc thải mà phạm vi nghiên cứu của chúng tôi còn hạn chế.
kiến nghị
Ph−ơng pháp sinh học có nhiều −u điểm trong xử lý n−ớc thải làng nghề D−ơng Liễu, nh−ng có nhiều lý do dẫn tới việc khả năng xử lý ô nhiễm tại làng nghề không đ−ợc duy trì. Mặc dù môi tr−ờng tại làng nghề đang ô nhiễm nghiêm trọng. Nếu mô hình xử lý không đ−ợc áp dụng thì các đơn vị có chức (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
năng nên có những biện pháp để hạn chế tình trạng ô nhiễm tại địa ph−ơng cần có các biện phápgiảm thiểu chất thải:
+) Cần có sự t− vấn của các chuyên gia về môi tr−ờng từ đó đề ra các giải pháp công nghệ hợp lý, giải quyết kịp thời tình trạng ô nhiễm đang bức xúc đặt ra hiện nay.
+) Phía nhà n−ớc, nên có thêm những chính sách hỗ trợ đầu t− cho làng nghề thông qua các dự án hoặc vốn vay −u đãi, đồng thời xây dựng hệ thống chính sách để tạo hành lang pháp lý cho làng nghề phát triển.
+) Tuyên truyền, giáo dục nâng cao ý thức bảo vệ môi tr−ờng tại làng nghề +) Đ−a ra giải pháp giảm thiểu chất thải tại nguồn: Khuyến khích xây dựng hệ thống biogas tại các hộ gia đình để xử lý một phần n−ớc thải và chất thải rắn, cung cấp nhiên liệu cho sinh hoạt.
Tμi liệu tham khảo
Phần tiếng Việt
1. Báo cáo tham luận hoạt động làng nghề, nâng cao năng lực cạnh tranh để phát triển bền vững, UBND xã D−ơng Liễu, Hoài Đức, Hà Nội, 2008.
2. Báo cáo tình hình môi tr−ờng làng nghề xã D−ơng Liễu, UBND xã D−ơng Liễu, Hoài Đức, Hà Nội, 2008.
3. Chế biến sắn sau thu hoạch và tác động của sản xuất tới MTTN, KT – XH và sức khỏe cộng đồng, Viện KH & CNMT - ĐHBHN,12/ 2005, Báo cáo tổng kết đề mục đề tài KC08
4. Đặng Kim Chi, Nghiên cứu cơ sở và thực tiễn cho việc xây dựng các chính sách và biện pháp giải quyết vấn đề môi tr−ờng ở các làng nghề Việt Nam, Báo cáo tổng kết KH&KT bộ KH& CNMT, Viện KH & CNMT - ĐHBHN, 2005.
5. L−ơng Đức Phẩm, Công nghệ xử lý n−ớc thải bằng biện pháp sinh học, NXB Giáo dục, tr 20 – 328, 2003
6. TS. Phan Đỗ Hùng, Th.s Đỗ Văn Mạnh, Báo cáo “ Nghiên cứu xử lý n−ớc thải chế biến tinh bột sắn bằng ph−ơng pháp sinh học yếm khí - hiếu khí kết hợp”. Thuộc dự án hợp tác với JICA Nhật Bản, Viện Công nghệ Môi Tr−ờng, Hà Nội, 2007.
7. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, Giáo trình Công nghệ xử lý n−ớc thải, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2002.
8. Số liệu khảo sát th−ờng niên chất l−ợng n−ớc thải làng nghề D−ơng Liễu, Viện KH&CN, ĐHBKHN, 2003
Phần tiếng Anh
9. Figueroa L.A, Silverstein J. (Aus 1992), “The effect of particulate organic matter on biofilm nitrification”, Water environment research, Vol. 64, No. 5, 728-733.
10. Ford, D.L, et al. (1980) Comprehensive Analysis of Nitrification of Chemical Processing Wastewater. J. Water Pollut. Control. Fed., 52, 2726.
11. Skadsen, J. and Larry Sanford. 1996. The Effectiveness of High pH for Control of Nitrification and the Impact of Ozone on Nitrification Control. In Proc. 1996 AWWA Water Quality Technology Conference. Boston, Mass.: AWWA.
12. Turk, O, và Mavinic, D.S. (1986), “Preliminary Assessment of a Shortcut in Nitrogen Removal from Wastewater”, Can. J. Civ. Eng., 13, 600WEF, Biological and chemical system for nutrient removal, WEF - USA, 1998.
Internet
13. FAO, 2008
14. Chợ công nghệ và thiết bị Việt Nam, dây chuyền chế biến tinh bột sắn, mã số VN1561328, www.techmartvietnam.com.vn.
15. http://chatthainguyhai.net/index.asp?newsid=1257&PageNum=14 16.
www.irv.moi.gov.vn/sodauthang/doanhnghiepphattrien/2007/10/17140.ttvn-97k. 17. www.evn.com.vn/quocte/48,02/tt48,02.htm.
Mục lục
Mở đầu ... 1
Ch−ơng 1. Tổng quan tài liệu ... 2
1.1. Làng nghề D−ơng Liễu ... 2