Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. Trần Văn Quy
TS. Trần Hùng Thuận
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa có ai công bố trong một công trình nào khác. Luận văn này là một phần nghiên cứu trong đề tài cấp bộ: “Nghiên cứu chế tạo modul màng lọc polyme hợp khối phục vụ xử lý nước thải chăn nuôi” do TS. Trần Hùng Thuận làm chủ nhiệm đề tài.
Hà Nội, ngày tháng năm 2015 iv
Học viên iv
Nguyễn Quang Nam v
DANH MỤC VIẾT TẮT i
DANH MỤC VIẾT TẮT i
DANH MỤC BẢNG ii
DANH MỤC BẢNG ii
DANH MỤC HÌNH iii
DANH MỤC HÌNH iii
MỞ ĐẦU 1
MỞ ĐẦU 1
Chương 1 - TỔNG QUAN 3
Chương 1 - TỔNG QUAN 3
1.1.Nước thải chăn nuôi và ảnh hưởng đến môi trường 3
1.1.Nước thải chăn nuôi và ảnh hưởng đến môi trường 3
1.1.1. Đặc tính nước thải chăn nuôi 3
1.1.1. Đặc tính nước thải chăn nuôi 3
Bảng 1.1. Thông số nước thải theo điều tra tại các trại chăn nuôi tập trung [9] 4
1.1.2. Ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi đến môi trường 4
1.1.2. Ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi đến môi trường 4
1.2.Hiện trạng xử lý nước thải chăn nuôi 5
1.2.Hiện trạng xử lý nước thải chăn nuôi 5
Hình 1.1. Quy trình xử lý nước thải chăn nuôi phổ biến ở Việt Nam hiện nay đối với cơ sở chăn nuôi 7
1.3.Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi 8
1.3.Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi 8
1.3.1. Phương pháp vật lý 8
1.3.1. Phương pháp vật lý 8
1.3.2. Các phương pháp hóa lý 8
1.3.2. Các phương pháp hóa lý 8
1.3.3. Công nghệ xử lý bằng phương pháp vi sinh 9
1.3.3. Công nghệ xử lý bằng phương pháp vi sinh 9
Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống UASB 11
Hình 1.3. Các giai đoạn trong bể aeroten hoạt động gián đoạn 15
1.3.4. Các nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi 15
1.3.4. Các nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi 15
Hình 1.4. Mô hình Ludzack – Ettinger loại bỏ nitơ sinh học 16
Hình 1.5. Mô hình Bardenpho loại bỏ nitơ sinh học 17
Chương 2 - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24
Chương 2 - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24
2.1. Đối tượng nghiên cứu 24
2.1. Đối tượng nghiên cứu 24
2.2. Phương pháp nghiên cứu 24
2.2. Phương pháp nghiên cứu 24
2.2.1. Phương pháp thu thập xử lý số liệu 24
2.2.1. Phương pháp thu thập xử lý số liệu 24
2.2.2. Phương pháp phân tích đánh giá 24
2.2.2. Phương pháp phân tích đánh giá 24
Bảng 2.1. Phương pháp phân tích đánh giá 24
2.3. Phương pháp thực nghiệm 25
2.3. Phương pháp thực nghiệm 25
2.3.1. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ ở giai đoạn tiền xử lý nước thải chăn nuôi 25
2.3.1. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ ở giai đoạn tiền xử lý nước thải chăn nuôi 25
2.3.2. Nghiên cứu khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý COD và nitơ trong giai đoạn xử lý sinh học kết hợp màng vi lọc polyme 26
2.3.2. Nghiên cứu khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý COD và nitơ trong giai đoạn xử lý sinh học kết hợp màng vi lọc polyme 26
Hình 2.1. Mô hình bố trí các thiết bị trong hệ thống xử lý 26
Hình 2.2. Cấu tạo bể yếm khí, thiếu khí 27
Hình 2.3. Giá thể vi sinh trong bể thiếu khí 28
Hình 2.4. Sơ đồ bể hiếu khí 28
Hình 2.5. Cấu tạo sợi màng 30
2.3.3. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý tăng cường nước thải sau xử lý sinh học kết hợp màng vi lọc polyme bằng phương pháp keo tụ 32
2.3.3. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý tăng cường nước thải sau xử lý sinh học kết hợp màng vi lọc polyme bằng phương pháp keo tụ 32
Chương 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34
Chương 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34
3.1. Đặc tính của nước thải chăn nuôi lợn 34
3.1. Đặc tính của nước thải chăn nuôi lợn 34
Bảng 3.1. Đặc tính của nước thải lợn lấy tại địa chỉ xóm Múi – xã Bích Hòa 34
huyện Thanh Oai – Hà Nội 34
3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tiền xử lý nước thải chăn nuôi bằng phèn sắt 35
3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tiền xử lý nước thải chăn nuôi bằng phèn sắt 35
3.2.1. Ảnh hưởng của pH 35
3.2.1. Ảnh hưởng của pH 35
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả tiền xử lý bằng phèn sắt 35
Hình 3.1. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý bằng phèn sắt 36
3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ chất keo tụ 37
3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ chất keo tụ 37
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ phèn sắt đến hiệu quả tiền xử lý 37
Hình 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ phèn sắt đến hiệu suất xử lý 37
3.3. Khả năng xử lý trong các giai đoạn sinh học của hệ sinh học 38
3.3. Khả năng xử lý trong các giai đoạn sinh học của hệ sinh học 38
Bảng 3.4. Một số đặc tính của nước thải chăn nuôi lợn đầu vào (M1) hệ xử lý 38
3.3.1. Khảo sát hiệu quả xử lý COD trong giai đoạn xử lý sinh học 39
3.3.1. Khảo sát hiệu quả xử lý COD trong giai đoạn xử lý sinh học 39
Hình 3.3. Sự biến thiên COD và hiệu suất xử lý của giai đoạn sinh học 40
3.3.2. Hiệu suất xử lý Amoni 42
3.3.2. Hiệu suất xử lý Amoni 42
Hinh 3.4. Sự biến thiên NH4+ -N và hiệu suất xử lý của giai đoạn sinh học 43
3.3.3. Hiệu suất xử lý nitrat 44
3.3.3. Hiệu suất xử lý nitrat 44
Hình 3.5. Diễn biến NO3--N theo thời gian 44
3.3.4. Hiệu suất xử lý PO43--P 45
3.3.4. Hiệu suất xử lý PO43--P 45
Hình 3.6. Diễn biến PO43--P qua các bể theo thời gian 45
3.3.5. Khả năng loại bỏ vi khuẩn sau màng vi lọc polyme 46
3.3.5. Khả năng loại bỏ vi khuẩn sau màng vi lọc polyme 46
Bảng 3.5. Mật độ Coliform trước và sau khi xử lý 46
3.4. Khảo sát hiệu quả xử lý COD trong giai đoạn tiền xử lý keo tụ bằng phèn sắt kết hợp sinh học 47
3.4. Khảo sát hiệu quả xử lý COD trong giai đoạn tiền xử lý keo tụ bằng phèn sắt kết hợp sinh học 47
Hình 3.7. Hiệu suất xử lý COD giai đoạn hóa lý kết hợp sinh học 48
3.5. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ ở giai đoạn xử lý tăng cường nước thải chăn nuôi lợn sau khi qua hệ thống sinh học kết hợp với lọc màng 49
3.5. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ ở giai đoạn xử lý tăng cường nước thải chăn nuôi lợn sau khi qua hệ thống sinh học kết hợp với lọc màng 49
3.5.1. Đặc tính nước thải sau hệ thống sinh học kết hợp lọc màng MBR 49
3.5.1. Đặc tính nước thải sau hệ thống sinh học kết hợp lọc màng MBR 49
Bảng 3.6. Đặc điểm nước thải chăn nuôi lợn sau khi xử lý qua hệ sinh học kết hợp lọc màng MBR 49
Hình 3.8. Tính chất mang màu khác nhau của các chất humic 49
3.5.2. Ảnh hưởng của pH 50
3.5.2. Ảnh hưởng của pH 50
Hình 3.9. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý độ màu 50
Hình 3.10. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý COD 51
3.5.3. Ảnh hưởng nồng độ chất keo tụ 51
3.5.3. Ảnh hưởng nồng độ chất keo tụ 51
Hình 3.11. Ảnh hưởng của nồng độ phèn sắt đến hiệu suất xử lý 52
Hình 3.12. Ảnh hưởng của nồng độ phèn nhôm đến hiệu suất xử lý 53
3.6. Đánh giá, so sánh hiệu quả và lựa chọn mô hình tối ưu xử lý nước thải chăn nuôi 54
3.6. Đánh giá, so sánh hiệu quả và lựa chọn mô hình tối ưu xử lý nước thải chăn nuôi 54
Bảng 3.7. Đánh giá ưu nhược điểm của các giai đoạn xử lý 54
3.7. Sơ bộ đánh khả năng áp dụng trong thực tế 55
3.7. Sơ bộ đánh khả năng áp dụng trong thực tế 55
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 57
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 57
KẾT LUẬN 57
KHUYẾN NGHỊ 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO 59
TIẾNG VIỆT 59
TIẾNG ANH 60
HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH THÍ NGHIỆM 62
BIOGAS
|
Khí sinh học (Biological Gas)
|
BHT
|
Bùn hoạt tính
|
BOD
|
Nhu cầu ôxy sinh hóa (Biological oxygen demand)
|
COD
|
Nhu cầu ôxy hóa học (Chemical oxygen demand)
|
HRT
|
Thời gian lưu thủy lực (Hydraulic Retention Time)
|
MBR
|
Bể sinh học kết hợp lọc màng (Membrance Bio Reacto)
|
MLSS
|
Hàm lượng chất rắn lơ lửng (Mixed Liquor Suspended Solid)
|
MLVSS
|
Hàm lượng chất hữu cơ bay hơi (Mixed Liquor Volatile Suspended Solid)
|
QCVN
|
Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia
|
SRT
|
Thời gian lưu bùn (Sludge retention time)
|
TCVN
|
Tiêu chuẩn Việt Nam
|
T-N
|
Tổng nitơ (mg/L)
|
T-P
|
Tổng phốtpho (mg/L)
|
UASB
|
Bể xử lý sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí (Upflow anearobic sludge blanket)
|
VSV
|
Vi sinh vật
|
XLNT
|
Xử lý nước thải
|