4. Ý nghĩa của đề tài
3.6. Đánh giá hiệu quả xử lý COD, N-NH
chế độ vận hành khác nhau
Ảnh hƣởng của các chế độ vận hành khác nhau có ảnh hƣởng khác nhau đến hiệu suất xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn sau quá trình xử lý yếm khí của hệ thống SBR. Căn cứ vào các kết quả nghiên cứu ở phần trên, bảng 3.2 thống kê hiệu quả xử lý COD, Nitơ trong nƣớc thải chăn nuôi của hệ thống SBR ở các chế độ vận hành khác nhau nhƣ sau:
Bảng 3.2. Tổng kết hiệu quả xử lý COD, N-NH4+
và T-N ở các chế độ vận hành hệ thống SBR
Hiệu quả xử lý (%)
Chế độ sục khí (Cấp nƣớc 1 lần) Chế độ cấp nƣớc 2 lần (sục khí gián đoạn 2 chu trình) CĐ 1 CĐ 2 CĐ 3 CĐ 1:1 CĐ 2:1 CĐ 3:1 COD 85-90 90 90 85 90 88-90 N-NH4 + 75-90 99 99 95 100 100 T-N 75 80 85 80 90 86 Trong đó:
- CĐ 1: Thí nghiệm 12 giờ/mẻ, sục khí 8 giờ, 1 chu trình hiếu khí - thiếu khí
- CĐ 2: Thí nghiệm 12 giờ/mẻ, sục khí 6 giờ, 1 chu trình hiếu khí - thiếu khí
CĐ 3: Thí nghiệm 12 giờ/mẻ, sục khí 6 giờ, 2 chu trình hiếu khí - thiếu khí
CĐ 1:1: Chế độ cấp nước 2 lần, tỷ lệ cấp nước giữa 2 lần cấp là 1:1 CĐ 2:1: Chế độ cấp nước 2 lần, tỷ lệ cấp nước giữa 2 lần cấp là 2:1 CĐ 3:1: Chế độ cấp nước 2 lần, tỷ lệ cấp nước giữa 2 lần cấp là 3:1
Nhìn chung, hiệu quả xử lý COD và N-NH4-
ở các chế độ vận hành hệ thống SBR không có sự khác biệt nhiều. Tuy nhiên, hiệu suất xử lý T-N ở các chế độ vận hành có sự khác biệt đáng kể. Chế độ cấp nƣớc 2 lần cho hệ thống SBR với tỷ lệ cấp nƣớc giữa 2 lần là 2:1 cho hiệu suất xử lý T-N cao hơn hẳn. Kết quả này đƣợc thể hiện ở hình 3. 18 nhƣ sau:
0 20 40 60 80 100 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33
Thời gian (ngày)
H iệ u s u ất ( % ) Hiệu suất xử lý T-N ở CĐ 3 (%) Hiệu suất xử lý T-N ở CĐ 3:1 (%)
Hình 3.18. So sánh hiệu suất xử lý T-N ở các chế độ thí nghiệm
So sánh kết quả của nghiên cứu này với các nghiên cứu khác đƣợc thể hiện trên Bảng 3.3.
Bảng 3.3. So sánh hiệu quả xử lý COD, N-NH4+
, T-N giữa các nghiên cứu khác nhau
Tác giả Hiệu suất xử lý COD, % Hiệu suất xử lý N- NH4+, % Hiệu suất xử lý T-N, % Chu trình xử lý (giờ)
Chang Won Kim et al. (2000) [19] 57,4 – 87,4 90,8 – 94,7 - 12 B.D. Edgerton et al. (2000) [18] 79 99 - 12 G.Bortone et al. (1992) [22] 93 88 - 93 - - N.Bernet et al (2000) [27] 81 - 91 - 85 - 91 24
Kết quả tổng kết ở bảng 3.2 và hình 3.18 cho thấy, chế độ vận hành tối ƣu cho hệ thống SBR là chế độ vận hành với việc cấp nƣớc 2 lần, tỷ lệ giữa 2 lần cấp nƣớc là 2:1 và sục khí gián đoạn 2 chu trình thiếu khí – hiếu khí với chu trình xử lý 12 giờ.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận
- Thành phần nƣớc thải chăn nuôi lợn sau xử lý kị khí (biogas) vẫn còn chứa nồng độ cao các chất hữu cơ và nitơ, cần đƣợc tiếp tục xử lý triệt để.
- Xử lý nƣớc thải chăn nuôi sau xử lý kị khí bằng phƣơng pháp SBR đạt hiệu quả xử lý COD và Nitơ cao và tƣơng đối ổn định với các kết quả cụ thể nhƣ sau:
1. Về hiệu quả xử lý COD
Hệ thống SBR có hiệu suất xử lý COD trong nƣớc thải chăn nuôi lợn rất cao, không phụ thuộc vào các chế độ vận hành.
Ở các chế độ vận hành khác nhau, nhƣ tỷ lệ COD:N, chế độ sục khí, chế độ cấp nƣớc thải, đều không ảnh hƣởng nhiều đến hiệu quả xử lý COD. Ở cả 3 chế độ vận hành hệ SBR, hiệu quả xử lý COD cao, đạt khoảng 90%.
2. Về hiệu quả xử lý Nitơ
- Ảnh hưởng của tỷ lệ COD/N:
Tỷ lệ C:N có ảnh hƣởng rất lớn đến hiệu suất xử lý Nitơ, tỷ lệ C:N thấp hiệu suất xử lý T-N rất thấp vì không đủ cơ chất cho quá trình khử nitrat. Tỷ lệ C: N trong khoảng 3 – 5 hiệu suất xử lý T-N đạt tƣơng đối cao và ổn định trong khoảng 75 – 85%.
- Ảnh hưởng của chế độ sục khí:
Hiệu quả xử lý N-NH4+
đạt tƣơng đối cao và ổn định (đạt xấp xỉ 99%), chứng tỏ thời gian sục khí trong mỗi mẻ là tƣơng đối phù hợp, đủ thời gian để thực hiện quá trình nitrat hóa.
và hiệu quả trong xử lý T-N. Tuy nhiên, một chu trình bao gồm hai quá trình hiếu khí – thiếu khí xử lý đạt hiệu quả cao nhất, hiệu suất xử lý T-N là 85%.
- Ảnh hưởng của chế độ cấp nước thải:
Chế độ cấp nƣớc thải 2 lần kết hợp với chế độ sục khí 2 quá trình thiếu – hiếu khí cho kết quả xử lý N-NH4+ và T-N cao. Trong đó, chế độ cấp nƣớc 2 lần với tỷ lệ cấp nƣớc giữa 2 lần là 2:1 cho hiệu quả xử lý cao nhất. Hiệu suất xử lý N-NH4+
và T-N tƣơng ứng đạt 100% và 90%.
Kiến nghị
1. Thực hiện tiếp các nghiên cứu để tìm ra chế độ thích hợp hơn cho hệ xử lý bằng phƣơng pháp SBR.
2. Nghiên cứu thêm về khả năng xử lý T-P của hệ SBR đối với nƣớc thải chăn nuôi lợn sau Biogas.
3. Tìm đƣợc chế độ thích hợp nhất cho phƣơng pháp SBR, áp dụng vào thực tế để góp phần xử lý nƣớc thải chăn nuôi trong điều kiện Việt Nam.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn (2011), Báo cáo kết quả thực hiện 12 tháng năm 2011 ngành Nông nghiệp và phát triển nông thôn,
Trung tâm tin học và thống kê.
2. Bộ NN&PTCN (2010) http://www.vilico.vn/tin-tuc/Tin-nganh-chan- nuoi/2010-01/891.oms
3. Đại học Nông nghiệp Hà Nội, (2009), “Chất thải chăn nuôi – Hiện trạng và giải pháp”, Hội thảo khoa học.
4. Lê Văn Khoa, Nguyễn Văn Cự, Bùi Thị Ngọc Dung, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Cái Văn Tranh (2002). Phương pháp phân tích đất, nước, phân bón, cây trồng, Nhà xuất bản Giáo dục, T197-214.
5. Lê Công Nhất Phƣơng, (2009), “Nghiên cứu ứng dụng nhóm vi khuẩn Anammox trong xử lý nƣớc thải nuôi heo”, Luận án tiến sĩ khoa học, Viện Môi trƣờng và Tài nguyên, Trƣờng Đại hoc Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh.
6. Phạm Hải Thịnh, (2007), “Nghiên cứu xử lý đồng thời thành phần hữu cơ và dinh dƣỡng trong nƣớc thải chăn nuôi lợn bằng phƣơng pháp SBR”, Báo cáo đề tài cấp cơ sở chọn lọc Viện Công nghệ môi trường.
7. Phùng Đức Tiến, Nguyễn Duy Điều, Hoàng Văn Lộc, Bạch Thị Thanh Dân, 2009, “Đánh giá thực trạng ô nhiễm môi trƣờng trong chăn nuôi” , Tạp chí Chăn nuôi, T 4/ 2009, Tr 10-16.
8. Vũ Đình Tôn, Lại Thị Cúc, Nguyễn Văn Duy (2008), “Đánh giá hiệu quả xử lý chất thải bằng bể biogas của một số trang trại chăn nuôi lợn vùng đồng bằng sông Hồng”, Tạp chí Khoa học và phát triển, trƣờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội, số 6/2008.
9. Nguyễn Hữu Trung (2010), “Nghiên cứu xử lý đồng thời thành phần hữu cơ và dinh dƣỡng trong nƣớc thải chăn nuôi lợn bằng phƣơng pháp SBR”, Báo cáo đề tài cấp cơ sở chọn lọc Viện Công nghệ môi trường.
10. Trịnh Quang Tuyên, Nguyễn Quế Côi, Nguyễn Thị Bình, Nguyễn Tiến Thông, Đàm Tuấn Tú, 2008, “Thực trạng ô nhiễm môi trƣờng và xử lý chất thải trong chăn nuôi lợn trang trại tập trung”. Báo cáo khoa học năm 2008 Bộ NN&PTNT, Viện chăn nuôi, Tr 193-203
11. Phùng Thị Vân, Phạm Sỹ Tiệp, Nguyễn Văn Lục, Nguyễn Giang Phúc Trịnh Quang (2005), “Xây dựng mô hình chăn nuôi lợn trong nông hộ nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng và nâng cao năng suất chăn nuôi”. Tạp chí Chăn nuôi, Viện Chăn nuôi.
12. Viện Chăn nuôi (2006), Điều tra đánh giá hiện trạng môi trường trại chăn nuôi lợn.
13. Viện Công nghệ môi trƣờng và Dự án WEP-JICA Nhật Bản (2009).
Sổ tay CNXL nước thải công nghiệp
14. Viện KH&CN Môi trƣờng, trƣờng ĐHBKHN (2009), “Báo cáo kết quả triển khai năm 2009”.
15. Vincent Porphyre, Cirad, Nguyễn Quế Côi, NIAH (2006), Thâm canh chăn nuôi lợn, quản lý chất thải và bảo vệ môi trường, Nhà xuất bản Prise
Tiếng Anh
16. Ahn YH, Hwang IS, Min KS (2004), “Anammox and Partitial Denitritation in Anaerobic Nitrogen Removal from Figgery Waste” , Wat. Sci. Tech. Vol. 49, No 5-6, Pg 145-153.
17. Andreottola G, Foladori P, Ragazzi M (2001), “On-line control of a SBR system for nitrogen removal from industrial wastewater”, Wat. Sci. Tech. Vol. 43, No. 3, pg 93-100.
18. B.D. Edgerton, D. McNevin, C.H. Wong, P. Menoud, J.P. Barford and C.A. Mitchell (2000), “Strategies for dealing with piggery effluent in Australia: the sequecing batch reactor as asolution”, Wat. Sci. Tech. Vol. 41 No 1, pg 123–126.
19. Chang Won Kim, Myung –Won Choi, Ji-Yeon Ha (2000), “Optimazation of operating mode for sequecing batch reactor (SBR) treating piggery wastewater with high nitrogen”. 2nd Int. Sym. on SBR Technology IWA, 10 – 12, July, Narbonne, France.
20. D.Obaja, S. Macé, J. Costa, J. Mata-Alvarez (2005) “Biological nutrient removal by sequencing batch reactor (SBR) using organic carbon source in digested piggery wastewater”, Science direct, Bioresource Technology , pg 7-14.
21. D.Obaja, S. Macé, J. Costa, C. Sans, J. Mata-Alvarez (2003), “Nitrification, denitrification and biological phosphorus removal in piggery wastewater using a sequencing batch reactor”, Science direct, Bioresource Technology 87 (2003) 103-111.
22. G. Bortone, S. Gemelli, A. Rambaldi and A. Tilche (1992), “Nitrification, Denitrification and Biological Phosphate Removal in Sequencing Batch Reactors Treating Piggery Wastewater”, Wat. Sci. Tech. Vol. 26, No. 5-6 pg 977-985.
23. Gaul T. et al (2005), “Reactor Technology for Substainable Nitrogen Removal after Anaerobic Digestion”. Regional Symposium on Chemical Enginerring, Hanoi, Vietnam, November, 2005.
24. Glen T. Daigger (2004), “Nutrient Removal Technologies/Alternativees for Small Communities”, Advances in Water and Wastewater Treatment, American Society of Civil Engrineers, 133-147.
25. Glend T. Daigger (2004), “Nutrient Removal in Fixed-Film Processes: Current Design Practices”. Advances in Water and Wastewater Treatment, American Society of Civil Engrineers, 117-132 .
26. Liangwei Deng, Ping Zheng, Ziai Chen, Qaisar Mahmood (2008), “Improvement on post-treatment of digested swine wastewater”,
27. N.Bernet, N. Delgenes, J.C. Akunna, J.P. Delgenes, R. Moletta (2000), “Combined anaerobic-aerobic SBR for treatment of piggery wastewater”. Wat. Res. Vol. 34, No. 2, 611-619.
28. Song Yan, Y. Filali-Meknassi, R. D. Tyagi, and R. Y. Surampalli (2004), “Recent Advances in Wastewater Treatment in Requencing Batch Reactor. Advances in Water and Wastewater Treatment”. American Society of Civil Engrineers, 148-177.
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ
Đặng Thị Hồng Phƣơng, Phạm Thị Hải Thịnh, Vũ Thị Thu Huế, 2012, “Nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ sục khí đến quá trình xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn bằng phƣơng pháp sequencing batch reator (SBR)”. Tạp chí Khoa học và công nghệ, tập 95, số 07, 2012. Đại học Thái Nguyên.
PHỤ LỤC
Trƣớc 30 phút Sau 30 phút
Đo chỉ tiêu SV30
Phân tích chỉ tiêu NH4 + Phân tích chỉ tiêu NO2 - Phân tích chỉ tiêu NO3-