40
Đối với giai đoạn rửa màng bằng nước sa ̣ch ta thấy năng suất lo ̣c tr ong khoảng giá trị 450±50 ml/giờ. Quá trình rửa màng bằng nước sa ̣ch hiê ̣u quả không được cao như rửa màng bằng hóa chất. Sau khi rửa năng suất lo ̣c chỉ tăng tối đa là 50 ml/giờ. Tuy nhiên, do quá trình rửa màng diễn ra hàng ng ày nên giá trị năng suất lọc rất ổn đi ̣nh nên nhóm nghiên cứu cũng đã chon phương pháp này để duy trì trong quá trình hoạt động của màng.
3.2.2. Hiệu quả xử lý chất hữu cơ của hệ thống Gaslift – MBR
Từ kết quả nghiên cứu các điều kiện tối ưu ở trên, tiến hành vận hành toàn bộ hệ thống với nước thải với các điều kiện như sau:
- Đối với hệ thống màng lọc: Tốc độ nước vào màng là 0,8 m/s Lưu lượng khí: 0,2 l/phút
Áp suất nước qua màng: 0,5 bar
- Đối với hệ thống xử lý sinh học: Nồng độ bùn (MLVSS) duy trì ở nồng độ 6000mg/L.
- Thời gian lưu nước của cả hệ: 18 giờ
- Tốc độ tuần hồn từ bể hiếu khí về bể thiếu khí là 2Q (Q là lưu lượng nước đầu vào)
- DO trong bể hiếu khí dao động từ 2 – 4 mg/L - DO trong bể thiếu khí < 0,2 mg/L
Trong q trình vận hành tồn bộ hệ thống, mẫu được lấy tại các bể hàng ngày để phân tích. Hiê ̣u quả xử lý COD của hê ̣ thớng sau hơn 90 lần lấy mẫu phân tích được thể hiện ở Hình 3.8
Hình 3.8. Hiê ̣u quả xử lý COD của hệ thống
Trong quá trình nghiên cứu, nước thải được pha duy trì chỉ số COD trong khoảng 1915±187 mg/L. Hệ thống đã loại bỏ được lượng lớn chất hữu cơ ra khỏi nước thải (Hình 3.8). Sau hệ thống xử lý vi sinh và hệ màng lọc, nước thải ra ngồi với chỉ số COD giảm tương ứng cịn 148±59 mg/L và 118±55 mg/L. Hiệu quả xử lý COD của toàn bộ hệ thống đạt 94±2,9%. Hiệu quả của hệ thống đã đáp ứng được tiêu chí chất lượng nước thải ra loại B trong QCVN 40:2009/BTNMT.
Cùng với các điều kiện nước thải lị giết mổ, nhóm nghiên cứu Lê Hoàng Việt và cộng sự đã nghiên cứu xử lý nước thải lò giết mổ bằng phương pháp keo tụ tạo bông kết hợp lắng [14]. Hiệu quả lý COD của phương pháp keo tụ và Gaslifft MBR được thể hiện dưới biểu đồ sau:
42
Hình 3.9. So sánh hiệu quả xử lý COD giữa phương pháp keo tụ và phương pháp Gaslift - MBR
Mặc dù thời gian lưu của phương pháp Gaslift – MBR lâu hơn so với phương pháp keo tụ tạo bông, tuy nhiên phương pháp Gaslift – MBR hồn tồn khơng sử dụng hóa chất và xử lý thành phần chất hữu cơ trong nước thải triệt để hơn. Cụ thể, hiệu quả loại bỏ COD của Hệ thống Gaslift – MBR trung bình là 94% cao hơn nhiều so với phương pháp keo tụ là 70,61%.
3.2.3. Hiệu quả xử lý thành phần Nitơ của hệ thống Gaslift – MBR
Trong nước thải lị giết mổ lợn, ngồi thành phần ơ nhiễm chính là chất hữu cơ cịn có thành phần gây ơ nhiễm khác là nitơ và phốt pho. Trong đó, nồng độ phốt pho trong nước thải lò giết mổ lợn không quá cao, dao động trong khoảng 15-25 mg/L. Tuy nhiên, nồng độ của nitơ trong nước thải lại khá cao với giá trị nitơ tổng (TN) trong khoảng 170±20mg/L. Nồng độ nitơ trong các bể trong thời gian vận hành hệ thống xử lý được thể hiện trên Hình 3.10.
Hình 3.10. Hiê ̣u quả xử lý Nitơ của hê ̣ thớng
Sau các q trình thiếu khí, hiếu khí và lọc màng, thành phần Nitơ tổng giảm xuống lần lượt còn 82±14 mg/L, 60±8 mg/L, 48±9 mg/L. Hiệu quả xử lý nitơ của toàn bộ hệ thống đạt 71±5%. Như vậy, q trình xử lý nitơ ln đồng hành cùng với quá trình xử lý chất hữu cơ trong nước thải lò giết mổ lợn.
44
KẾT LUẬN
Sau thời gian xây dựng và thí nghiệm hệ thống xử lý nước thải lị giết mổ lợn tập trung với quy mô 1m3/ngày theo công nghệ Gaslift – MBR. Quá trình nghiên cứu đã thu được một số kết quả sau:
- Nghiên cứu đã xây dựng thành công hệ thống xử lý nước thải quy mô 1m3/ngày bao gồm: các bể xử lý sinh học thiếu khí và hiếu khí, hệ thống màng lọc có cấp khí nâng.
- Nghiên cứu đã nuôi cấy và thích nghi được hệ vi sinh vật hiếu khí lấy từ nước thải nhà máy bia vào mơi trường nước thải của lị giết mổ lợn. Cụ thể, đã tìm được khoảng thời gian để vi sinh vật hiếu khí thích nghi trong mơi trường mới là 15 ngày và sau 15 ngày tiếp theo vi sinh vật bắt đầu tăng trưởng mạnh theo hàm log với hàm lượng MLVSS tăng từ 3000 mg/L lên tới 6000 mg/L.
- Nghiên cứu này đã xác định được hai điều kiện ổn định để vận hành hệ thống màng lọc với nước máy khi chưa cấp khí nâng: tớc đơ ̣ nước qua màng là 0,4m/s và 0,6 m/s, chế đô ̣ áp suất nước qua màng là 0,2 bar và 0,5 bar.
- Nghiên cứu này đã xác định được điều kiện tối ưu để vận hành hệ thống màng lọc với nước máy khi đã cấp khí nâng: áp suất nước qua màng là 0,5bar, tốc độ khí vào hệ màng là 0,2 l/phút, tốc độ nước qua màng là 0,6 m/s.
- Nghiên cứu đã xác định được điều kiện tối ưu để vận hành hệ thống màng lọc kết hợp khí nâng với nước thải: áp suất nước qua màng là 0,5bar, vận tốc nước vào hệ màng là 0,8 m/s, vận tốc khí nâng vào hệ màng là 0,2 m/s.
- Sử dụng phương pháp Gaslift – MBR trong xử lý nước thải lị giết mổ lợn có thể loại bỏ phần lớn chất hữu cơ, hiệu quả loại bỏ COD đạt tới 94±2,9%.
- Việc đưa màng lọc vào sử dụng đã giảm được thời gian lưu nước cũng như không gian rất lớn so với hệ thống MBR truyền thống. Cụ thể là màng lọc đã thay thế cho quá trình lắng tách bùn và khử trùng trong hệ xử lý truyền thống. Như vậy, có thể ứng dụng với các lị giết mổ lợn khu vực nội đơ có khơng gian hạn hẹp cho hệ thống xử lý nước thải.
Bên cạnh những kết quả nghiên cứu đã đạt được, hê ̣ thống vẫn còn mô ̣t số ha ̣n chế gă ̣p ph ải. Với hê ̣ thống nghiên cứu quy mơ 1m3/ngày thì thành phần đầu vào của nước thải do được pha trộn dựa theo thực tế nên với thể tích pha lớn sẽ có sự sai khác giữa các lần pha. Hệ thống lớn nên thời gian khắc phục khi có sự cố sẽ lâu hơn. Do đó trong những thời điểm hệ thống gặp sự cố kết quả phân tích hay hiệu quả xử lý sẽ bị ảnh hưởng bởi gián đoạn này.
46
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Đặng Thúy An và đồng nghiệp (2013), Nghiên cứu tác hại của việc giết mổ gia
súc gia cầm thủ công tự phát trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh, Trường
Đại học Thành phố Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh.
2. Đỗ Tiến Anh (2015), Nghiên cứu ứng dụng và phát triển mơi hình cơng nghệ tích hợp tiên tiến có tận thu và sử dụng năng lượng tái tạo để xử lý hiệu quả, bền vững nguồn thải hỗi hợp rắn – lỏng từ các lò giết mổ tập chung, Chương
trình KC.08/11-15, Hà Nội.
3. Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (2010), Quy chuẩn quốc gia về Quản lý
chất thải trong cơ sở giết mổ gia súc, gia cầm, Hà Nội.
4. Cục Thú y, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (2011), Báo cáo họp giao
ban trực tuyến về thực trạng hệ thống giết mổ gia súc và quản lý giết mổ gia súc, gia cầm, Hà Nội.
5. Đặng Xuân Hiển, Nguyễn Hữu Nam (2014), ―Nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ bằng công nghệ sinh học kết hợp lọc dòng ngược AO-USBF‖, Tạp chí Xây Dựng, (5)
6. Chu Thanh Huyền (2016), Nghiên cứu sử dụng vi khuẩn trong phân hủy kị khí
chất thải tại các lị giết mổ tập trung nhằm thu hồi khí sinh học, Trường Đại
học Khoa học Tự nhiên, Khoa Sinh học, Hà Nội
7. Nguyễn Viết Không, Phạm Thị Ngọc, Đinh Xuân Tùng, Lapar Ma Lucila, Fred Unger, Nguyễn Việt Hùng, Phạm Thị Nga, Gilbert Jeffrey và các cộng sự (2012), ―Ô nhiễm Samonella ở các điểm giết mổ gia cầm qui mô nhỏ tại các huyện ngoại thành Hà Nội‖, Nông nghiệp và phát triển Nơng thơn, kì 2, trang 60 – 67.
8. Lưu Minh Loan (2009), ―Nghiên cứu bước đầu xây dựng quy trình xử lý nước thải sản xuất bún quy mơ hộ gia đình tại làng nghề Phú Đơ - Từ Liêm - Hà Nội‖, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, (25), trang 219-227.
9. Ngô Thị Phương Nam, Phạm Khắc Liệu, Trịnh Thị Giao Chi (2008), ―Nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ gia súc bằng quá trình sinh học hiếu khí thể bám trên vật liệu polymer tổng hợp‖, Tạp chí khoa học Đại học Huế, (48), trang
125 – 134.
10. Trần Thị Việt Nga, Trần Hoài Sơn, Trần Đức Hạ (2012), ―Nghiên cứu xử lý nước thải đô thị bằng phương pháp sinh học kết hợp màng vi lọc‖, Tạp chí
Khoa học Công nghệ Xây dựng, (13/8), trang 35-41
11. Phạm Hồng Nhật và Trịnh Đình Binh (2004), Thiết kế hệ thống xử lý nước thải
giết mổ gia súc cơ sở Tân Phú Trung, Trường Đại học Dân lập Kỹ thuật
Công nghệ TP Hồ Chí Minh, Hồ Chí Minh
12. Nguyễn Sáng, Chu Xuân Quang, Hoàng Văn Tuấn, Văn Thị Thu, Trần Văn Quy, Trần Hùng Thuận (2014), ―Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp sinh học kết hợp lọc màng‖, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, 30(4S), trang 144 - 149
13. Lâm Minh Triết (2008), Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Nhà xuất bản
Đại học quốc gia Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh.
14. Lê Hoàng Việt, Nguyễn Võ Châu Ngân, Nguyễn Thị Mỹ Phương và Đặng Thị Thúy (2014), ―Nghiên cứu xử lý nước thải lò giết mổ gia súc bằng phương pháp keo tụ quy mơ phịng thí nghiệm và mơ hình bể keo tụ tạo bơng kết hợp lắng‖, Tạp chí Khoa học, Đại học Thơ (số 34), trang 108 – 118.
Tiếng Anh
15. Angelo. B., Luisa . D. P., Faisal . H., Vincenzo . P. (2015), ―Membrane Reactors for Energy Applications and Basic Chemical Production, Woodhead Publishing, UK
16. Fuchs . W., Binder H., Mavrias G., and Braun R. (2003), Anaerobic treatment of wastewater with high organic content using a stirred tank reactor coupled with a membrane filtration unit. Water Resource, Vol. 37(4), pp. 902- 908.
48
17. Hirani ZM, Decarolis JF, Adham SS, Jacangelo JG (2010),“Peak flux performance and microbial removal by selected membrane bioreactor systems‖, Water Res, 44(8), pp.2431–2440.
18. Jiang T., Kennedy M., Guinzbourg B., Vanrollenghem P., Schippers J. (2005), ―Optimising the operation of a MBR pilot plant by quantitative analysis of the membrane fouling mechanism‖, Water Sci. Tech, 51 (6), pp.19-25.
19. Kobya, M., Senturk E., and Bayramoglu M . (2006), ―Treatment of poultry slaughterhouse wastewaters by electrocoagulation‖, Journal of Hazardous Materials, B133, pp.172–176.
20. Massé D.I. and Masse L. (2001), ―The effect of temperature on slaughterhouse wastewater treatment in anaerobic sequencing batch reactors‖, Bioresour. Technol, Vol. 76(2), pp.91-98.
21. Pozo, R.D., and Diez V. (2005), ―Integrated anaerobic–aerobic fixed-film reactor for slaughterhouse wastewater treatment‖, Water Resource, Vol.
39(6), pp.1114-1122.
22. Prieto L., Harry Futselaar (2013), ―Development and start up of a gas-lift anaerobic membrane bioreactor (Gl-AnMBR) for conversion of sewage to energy, water and nutrient‖, Journal of Membrane Science, (441), pp. 158–
167.
23. Radjenovi J., Matosi M., Mijatovi I., Petrovi M., Barcelo D. (2008), ―Membrane Bioreactor (MBR) as an Advanced Wastewater Treatment Technology‖, Hdb
Env Chem, Vol. 5, Part S/2, pp. 37–101.
24. Sirianuntapiboon S and Yommee S (2006), ―Application of a new type of moving bio-film in aerobic sequencing batch reactor (aerobic – SBR),
PHỤ LỤC A – BẢNG GIÁ TRỊ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG MÀNG LỌC KHI CHƢA CẤP KHÍ NÂNG
ĐK Vận hành: Q = 7,5 l/ph (v = 1,2m/s), Pv = 0bar
Thời gian Qra QTH Pvào PTH
12h ( 23/11) 6 < 0,01 < 0,01
13h 6,5 < 0,01 < 0,01
13h30 6,5 < 0,01 < 0,01
14h 6,4 < 0,01 < 0,01
ĐK Vận hành: Q = 7,5 l/ph (v = 1,2m/s), Pv = 0,1bar
Thời gian Qra (ml/5') QTH Pvào PTH
9h ( 25/11) 158 0,12 0,08 13h 168 0,12 0,08 17h 168 0,12 0,08 17h30 170 0,12 0,08 18h 169 0,12 0,08 ĐK Vận hành: Q = 7,5 l/ph (v = 1,2m/s), Pv = 0,2bar
Thời gian Qra (ml/5') QTH Pvào PTH
8h30 227 0,2 0,16 9h30 225 0,2 0,18 10h 225 0,2 0,18 10h30 225 0,2 0,18 11h 224 0,2 0,18 11h30 225 0,2 0,18 ĐK Vận hành: Q = 7,5 l/ph (v = 1,2m/s), Pv = 0,3bar
Thời gian Qra (ml/5') QTH Pvào PTH
13h30 285 0,3 0,28
14h 285 0,3 0,28
14h30 286 0,3 0,28
15h 285 0,3 0,28
50
ĐK Vận hành: Q = 7,5 l/ph (v = 1,2m/s), Pv = 0,5bar
Thời gian Qra (ml/5') QTH Pvào PTH
16h 300 0,5 0,4 16h30 300 0,5 0,4 17h30 300 0,5 0,4 18h 300 0,5 0,4 18h30 305 0,5 0,4 19h 300 0,5 0,4 ĐK Vận hành: Q = 7,5 l/ph (v = 1,2m/s), Pv = 0,8bar
Thời gian Qra (ml/5') QTH Pvào PTH
8h 515 0,8 0,7 9h 420 0,8 0,7 9h30 410 0,8 0,7 10h 390 0,8 0,7 11h 330 0,8 0,7 13h30 300 0,8 0,7 14h 300 0,8 0,7 14h30 300 0,8 0,7 ĐK Vận hành: Q = 7,5 l/ph (v = 1,2m/s), Pv = 1bar
Thời gian Qra (ml/5') QTH Pvào PTH
15h 310 1 0,88 15h30 310 1 0,88 16h 310 1 0,88 16h30 310 1 0,88 17h 310 1 0,88 ĐK Vận hành: Qv = 6,25 l/ph (v = 1m/s), Pv = 0,3bar
Thời gian Qra (ml/5') QTH Pvào PTH
10g30 125 0,3 0,28
11g 125 0,3 0,28
ĐK Vận hành: Qv = 6,25 l/ph (v = 1m/s), Pv = 0,5bar
Thời gian Qra (ml/5') Qv (l/ph') Pvào PTH
8h30 250 0,5 0,4 9h 230 0,5 0,4 9h30 230 6 0,5 0,4 215 6 0,5 0,4 13h30 200 6,25 0,5 0,4 17h 200 6,25 0,5 0,4 ĐK Vận hành: Qv = 6,25 l/ph (v = 1m/s), Pv = 0,8bar
Thời gian Qra (ml/5') QTH Pvào PTH
10h30 320 0,8 0,7 13h30 250 0,8 0,7 14h30 240 0,8 0,7 15h 240 0,8 0,7 15h30 210 0,8 0,7 16h 210 0,8 0,7 17h30 210 0,8 0,7 ĐK Vận hành: Qv = 6,25 l/ph (v = 1m/s), Pv = 1bar
Thời gian Qra QTH Pvào PTH
9g 260 1 0,88
9g30 260 1 0,88
10g 260 1 0,88
ĐK Vận hành: Qv = 5 l/ph (v = 0,8m/s), Pv = 0,2bar
Thời gian Qra/5ph QTH Pvào PTH
9g30(8/12) 96 0,5 0,4
13g30 95 0,5 0,4
14g 93 0,5 0,4
14g30 93 0,5 0,4
ĐK Vận hành: Qv = 5 l/ph (v = 0,8m/s), Pv = 0,3bar
Thời gian Qra/5' QTH Pvào PTH
8g30(9/12) 142 0,3 0,2
10g30 129 0,3 0,2
52
ĐK Vận hành: Qv = 5 l/ph (v = 0,8m/s), Pv = 0,5bar
Thời gian Qra(ml/5') QTH Pvào PTH
14g30(9/12) 195 0,5 0,4
17g30 170 0,5 0,4
18g 170 0,5 0,4
ĐK Vận hành: Qv = 5 l/ph (v = 0,8m/s), Pv = 0,8bar
Thời gian Qra QTH Pvào PTH
8g30(10/12) 255ml/5' 0,8 0,7 9g30 235 0,8 0,7 11g30 230 0,8 0,7 12g30 225 0,8 0,7 14g 205 0,8 0,7 14g30 205 0,8 0,7 ĐK Vận hành: Qv = 5 l/ph (v = 0,8m/s), Pv = 1bar
Thời gian Qra QTH Pvào PTH
15g 240 1 0,88
16g 240 1 0,88
17g30 240 1 0,88
ĐK Vận hành: Qv = 3,75 l/ph (v = 0,6m/s), Pv = 0,2bar
Thời gian Qra QTH Pvào PTH
9g 24ml/5' 0,2 0,13
10g30 73,2 0,2 0,13
11g 75 0,2 0,13
11g30 75 0,2 0,13
ĐK Vận hành: Qv = 3,75 l/ph (v = 0,6m/s), Pv = 0,3bar
Thời gian Qra QTH Pvào PTH
12g 108 0,3 0,22
12g30 102 0,3 0,22
ĐK Vận hành: Qv = 3,75 l/ph (v = 0,6m/s), Pv = 0,5bar
Thời gian Qra QTH Pvào PTH
13g30 145 0,5 0,42
14g30 145 0,5 0,42
ĐK Vận hành: Qv = 3,75 l/ph (v = 0,6m/s), Pv = 1bar
Thời gian Qra QTH Pvào PTH
16g30 230ml/5' 1 0,88
17g 230 1 0,88
ĐK Vận hành: Qv = 2,5 l/ph (v = 0,4m/s), Pv = 0,2bar
Thời gian Qra QTH Pvào PTH
8g30 69ml/5' 0,2 0,12
9g 70 0,2 0,12