- ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN CÁ TRA CỦA LỒNG QUAY SINH HỌC HIẾU KHÍ. - Lồng quay sinh học hiếu khí, nước thải chế biến cá tra. - Nghiên cứu “Đánh giá hiệu suất xử lý nước thải chế biến cá tra của lồng quay sinh học hiếu khí” được tiến hành nhằm xác định hiệu suất xử lý nước thải chế biến cá tra bằng lồng quay sinh học hiếu khí có giá thể là ống luồn dây điện cắt ngắn. - Thí nghiệm được tiến hành trên mô hình lồng quay sinh học hiếu khí ở thời gian lưu nước 8 giờ, tốc độ quay là 2 vòng/phút, tải nạp BOD trung bình tính trên diện tích bề mặt màng sinh học là 0,0037 kg BOD.m -2 .day -1 . - Kết quả cho thấy hiệu suất xử lý COD, BOD 5 , TKN, TP lần lượt là . - Những kết quả trên cho thấy lồng quay sinh học hiếu khí có thể ứng dụng như một công đoạn xử lý trong hệ thống xử lý nước thải chế biến cá tra.. - (2008) nước thải chế biến thủy sản bị ô nhiễm hữu cơ ở mức độ khá cao: COD dao động từ mg/L, BOD 5 vào khoảng 600 - 950 mg/L, hàm lượng ni-tơ hữu cơ đến 70 - 110 mg/L, rất dễ gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn tiếp nhận nước thải. - Do đó, loại nước thải này cần phải được xử lý trước khi thải bỏ để không ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe cộng đồng.. - Nước thải chế biến thủy sản có chứa nhiều chất hữu cơ có thể phân hủy sinh học, do đó các qui trình xử lý được đề xuất hiện tại đều lấy công đoạn xử lý sinh học làm công đoạn chính của qui trı̀nh xử lý (Nguyễn Thế Đồng và ctv., 2011). - Việc xử lý sinh học hiếu khí tạo ra khối lượng bùn thải lớn cần. - phải được tiếp tục xử lý, đặc biệt từ sau khi tiêu chuẩn QCVN 50:2011/ BTNMT về ngưỡng nguy hại của bùn thải từ quá trình xử lý nước có hiệu lực. - Do đó việc nghiên cứu giải pháp xử lý nước thải chế biến thủy sản nhưng ít tạo ra bùn thải sẽ giúp doanh nghiệp dễ dàng chấp nhận và đầu tư cho hệ thống xử lý nước thải hơn.. - Đĩa quay sinh học là một trong những công nghệ ứng dụng sinh học trong xử lý nước thải, đĩa quay hoạt động dựa vào quá trình sinh trưởng dính bám của vi sinh vật (Cortez et al., 2008). - (2008) cũng trình bày các cải tiến của đĩa quay sinh học so với các dạng thiết kế ban đầu. - Nghiên cứu “Đánh giá hiệu suất xử lý nước thải chế biến cá tra của lồng quay sinh học hiếu khí”. - được tiến hành nhằm xác định hiệu suất xử lý nước thải chế biến cá tra bằng lồng quay sinh học hiếu khí có giá thể là ống luồn dây điện. - Nghiên cứu thực hiện trên mô hình lồng quay sinh học hiếu khí ở quy mô phòng thí nghiệm.. - 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu Các thí nghiệm được tiến hành tại Phòng thí nghiệm Xử lý Nước - Nước thải, Bộ môn Kỹ thuật Môi trường, Khoa Môi trường và Tài nguyên Thiên. - Các đối tượng nghiên cứu của đề tài là: mô hình lồng quay sinh học hiếu khí ở quy mô phòng thí nghiệm và nước thải chế biến cá tra lấy từ cống thu gom nước thải sản xuất tập trung của Công ty Cổ phần Thủy sản MeKong (Lô 24 Khu công nghiệp Trà Nóc, quận Bình Thủy, thành phố Cần Thơ). - Mô hình lồng quay sinh học hiếu khí được chế tạo với lồng quay đặt ngập khoảng 40% trong nước thải. - Các thông số thiết kế mô hình được đề xuất dựa trên tính chất của nước thải và phù hợp với điều kiện thực tế của phòng thí nghiệm.. - Chiều rộng bể đặt lồng quay: R bể = 0,38 m. - Chiều dài bể đặt lồng quay: L bể = 0,73 m. - Đường kính lồng quay: D = 0,36 m. - Chiều dài lồng quay: L lồng = 0,68 m. - Thể tích lồng quay: V lồng = 0,069 m 3 = 69 L. - Phần trăm thể tích giá thể chiếm chỗ so với thể tích lồng quay 86,2%. - Bình Mariotte có thể tích 120 L dùng để chứa và cung cấp nước thải cho lồng quay.. - Xác định thành phần và tính chất của nước thải chế biến cá tra. - Tiến hành lấy mẫu nước thải ở Công ty Cổ phần Thủy sản MeKong trong 03 ngày liên tiếp để phân tích các chỉ tiêu pH, SS, COD, BOD 5 , TKN, TP nhằm đánh giá mức độ phù hợp cho việc áp dụng phương pháp sinh học để xử lý và lựa chọn thời gian lưu nước cần thiết cho mô hình. - thải được lấy từ cống tập trung nước thải sản xuất của công ty.. - Vận hành mô hình để tạo màng sinh học Trong giai đoạn đầu mô hình được vận hành tạm thời với nước thải căn-tin Khoa Môi trường và Tài nguyên Thiên nhiên. - Giai đoạn này chủ yếu chỉ vận hành để tạo lớp màng sinh học nên có thể sử dụng các loại nước thải chứa nhiều chất hữu cơ và dầu mỡ. - Sau khi vận hành một thời gian, nếu nhìn thấy lớp màng sinh học đã hình thành dày, có màu nâu nhạt và nhớt, tiến hành lấy mẫu nước thải đầu ra để theo dõi khả năng loại bỏ COD của mô hình trong nhiều ngày liên tiếp. - Tiến hành thí nghiệm. - Thí nghiệm chính thức được tiến hành để đánh giá hiệu suất xử lý nước thải chế biến cá tra của lồng quay sau khi màng sinh học của mô hình đã phát triển tốt. - Nước thải trước khi cung cấp vào mô hình được xử lý sơ bộ bằng cách vớt bỏ váng mỡ và cho chảy qua lớp vải lược để loại bỏ các chất rắn có kích thước lớn tránh làm nghẹt ống phân phối nước của bình Ma-ri-ốt.. - Sau khi màng sinh học đã phát triển, lấy nước thải chế biến cá tra về vận hành liên tục 3 ngày theo thời gian lưu được chọn để vi sinh vật thích nghi với loại nước thải mới. - Nước thải lấy về đưa vào mô hình vận hành ngay lập tức không trữ lại, khoảng cách di chuyển từ công ty đến phòng thí nghiệm chỉ 30 phút nên hạn chế những ảnh hưởng (nếu có) đến chất lượng nước thải thí nghiệm.. - lặp lại nhưng tiến hành lấy mẫu nước thải đầu vào và đầu ra trong 03 ngày liên tục. - Các chỉ tiêu theo dõi của nước thải là pH, SS (phân tích trực tiếp nước thải đầu ra), COD, BOD 5 , TKN, TP (phân tích nước thải đầu ra sau khi để lắng 30 phút).. - Các hóa chất và dụng cụ cần thiết Nước thải. - nước thải đầu vào. - Dựa vào thành phần và tính chất nước thải đầu vào, chọn thời gian lưu nước để vận. - hành mô hình Vận hành lồng quay sinh. - Thu mẫu nước thải đầu vào và đầu ra, phân tích các chỉ tiêu pH, SS, COD,. - 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Đặc tính nước thải thí nghiệm. - Nước thải được thu gom tại Công ty có một số đặc tính cảm quan như có mùi tanh, nhiều mỡ, màu đỏ. - Kết quả phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm tiêu biểu của loại nước thải này được trình bày trong Bảng 3.. - Bảng 3: Đặc điểm lý hóa của nước thải thí nghiệm Chỉ tiêu Đơn vị Nồng độ (n = 3). - Tỉ số BOD 5 /COD ≈ 0,56 thích hợp cho xử lý sinh học (Lê Hoàng Việt. - Như vậy, lượng dưỡng trong nước thải chất thừa so với nhu cầu của vi khuẩn. - Vì vậy, hệ thống cần vận hành ở thời gian lưu phù hợp cho xử lý hiếu khí vì đã dư dưỡng chất cho quá trình phát triển của vi sinh vật.. - Với những đặc tính trên, nước thải chế biến cá tra hoàn toàn có thể đưa vào xử lý bằng lồng quay sinh học hiếu khí mà không cần phải hiệu chỉnh pH hay bổ sung dưỡng chất. - Thời gian 8 giờ được chọn dựa vào thành phần, tính chất của nước thải có hàm lượng hữu cơ khá cao.. - 4.2 Kết quả thí nghiệm. - 4.2.1 Thí nghiệm theo dõi sự ổn định của màng sinh học. - Sau 15 ngày vận hành lồng quay sinh học hiếu khí với nước thải căn-tin ở thời gian lưu nước là 8 giờ, màng sinh học đã hình thành dày, có màu nâu và nhớt. - Nước thải đầu vào và đầu ra của mô hình được thu trong 5 ngày liên tiếp từ 13 đến 17/9/2014 để phân tích COD. - Kết quả theo dõi biến động COD của nước thải đầu vào và đầu ra với thời gian lưu nước 8 giờ để đánh giá mức độ ổn định của lớp. - màng sinh học được trình bày trong Bảng 4.. - COD trước xử lý. - Nồng độ COD sau xử lý. - Hiệu suất xử lý. - Kết quả cho thấy mặc dù nồng độ COD trong nước thải trước xử lý biến động khá lớn nhưng hiệu suất loại bỏ COD dao động trong khoảng hẹp . - 4.2.2 Kết quả thí nghiệm xử lý nước thải ở thời gian lưu 8 giờ. - Tiếp tục vận hành mô hình với nước thải chế biến cá tra trong 03 ngày để vi sinh vật thích nghi với loại nước thải này, sau đó tiến hành lấy mẫu nước thải đầu vào và đầu ra để phân tích các chỉ tiêu cần theo dõi trong 3 ngày liên tục từ ngày đến ngày 24/09/2014. - Thời gian lưu. - Hình 4: Nồng độ các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước thải trước và sau xử lý (thang log) Ghi chú. - Trong quá trình vận hành, nồng độ DO trong bể lớn hơn 2 mg/L đủ đảm bảo cho quá trình xử lý sinh học hiếu khí tiếp theo trong hệ thống. - Eddy (1991) khi sử dụng đĩa quay sinh học để đồng thời xử lý BOD và ni-trát hóa nước thải. - Tải nạp nước và tải nạp BOD tính theo diện tích màng đều nhỏ, điều này là do chọn thời gian lưu cao để phù hợp với nồng độ nước thải đầu vào cao.. - pH: nước thải đầu ra có pH tăng nhẹ so với đầu vào nhưng vẫn nằm trong khoảng cho phép xả thải của QCVN 11:2008/BTNMT loại A. - pH tăng nhẹ là do màng sinh học phát triển dày tạo điều kiện cho quá trình khử ni-trát diễn ra. - Trong điều kiện thiếu khí ion NO 3 - bị khử thành N 2 và tạo ra độ kiềm làm tăng pH của nước thải đầu ra (Lâm Minh Triết, Lê Hoàng Việt, 2009).. - SS: nồng độ SS trong nước thải đầu vào khá cao và trong 3 ngày lấy mẫu có sự biến động tương đối lớn mg/L). - Nồng độ SS trong nước thải ở đầu ra của lồng quay còn 200,22 mg/L.. - trong nước thải đầu ra thường nhỏ hơn 200 mg/L.. - Trong thí nghiệm này, nước thải đầu vào chỉ được xử lý sơ bộ để tránh làm nghẹt hệ thống, do đó SS trong nước thải đầu ra vẫn còn cao.. - COD: nồng độ COD trong nước thải đầu vào khá cao và có sự biến động tương đối lớn (1.422,22. - 201,92 mg/L), sau xử lý còn 42,67 mg/L đạt loại A QCVN 11:2008/ BTNMT, hiệu suất loại bỏ COD lên đến 97%.. - BOD 5 : tương tự COD, nồng độ BOD 5 trong nước thải đầu vào tương đối cao và có sự biến động khá lớn mg/L), nồng độ BOD 5 trong nước thải đầu ra giảm rõ rệt còn 17,97 mg/L (hiệu suất 97,87%) và đạt loại A QCVN 11:2008/ BTNMT. - Kết hợp hai chỉ tiêu COD và BOD 5 có thể kết luận là lồng quay sinh học hiếu khí có thể vận hành với nước thải đầu vào có nồng độ chất hữu cơ cao.. - TKN: nồng độ TKN trong nước thải đầu vào tương đối cao và biến động không lớn trong 3 ngày lấy mẫu mg/L). - TKN trong nước thải đầu ra là 17,24 mg/L (đạt hiệu suất loại bỏ là 84,06. - Nồng độ TKN sau xử lý giảm đi nhiều là do trong quá trình xử lý một phần ni-tơ được đưa. - TP: trước đây nồng độ TP trong nước thải thủy sản nói chung thường không cao, do đó không được đưa vào nhóm chất gây ô nhiễm đặc trưng của loại hình sản xuất này. - Sau khi xử lý TP giảm còn 7,93 mg/L. - Nồng độ TP giảm là do phốt-pho có trong nước thải ở dạng được vi sinh vật chuyển hóa và sử dụng để duy trì các hoạt động sống, dự trữ, vận chuyển năng lượng và phát triển tế bào mới. - Mặc dù có hiệu suất loại bỏ TP là 63,17%, tuy nhiên nồng độ TP trong nước thải đầu ra chỉ mới đạt cột B QCVN 40:2011/BTNMT.. - Kết quả nghiên cứu cho thấy lồng quay sinh học hiếu khí với giá thể ống luồn dây điện thích hợp để xử lý nước thải chế biến cá tra.. - Khi vận hành ở thời gian lưu 8 giờ, vận tốc quay 2 vòng/phút, độ ngập nước của lồng quay là 40% diện tích thì mô hình xử lý cho nước thải đầu ra đạt cột A QCVN 11:2008/BTNMT ở các chỉ tiêu BOD 5 , COD, TKN. - Tiến hành thêm thí nghiệm ở cùng thời gian lưu nước trên 02 mô hình hoạt động nối tiếp nhau để đánh giá khả năng cải thiện chất lượng nước thải đầu ra so với việc sử dụng một lồng quay duy nhất.. - Nên nghiên cứu các phương pháp xử lý lân đạt tiêu chuẩn xả nước thải ra môi trường theo QCVN 40:2011/BTNMT.. - Nên nghiên cứu lồng quay với nhiều giá thể khác nhau để có thể lựa chọn ra các loại giá thể vừa hiệu quả về kỹ thuật vừa hiệu quả về mặt kinh tế.. - Nên tiến hành thêm các nghiên cứu về các công đoạn xử lý sơ cấp như tuyển nổi, keo tụ nước thải cá tra để giảm tải cho lồng quay sinh học và hoàn chỉnh các công đoạn của qui trình xử lý.. - Vi sinh vật nước và nước thải. - Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp. - Giáo trình kỹ thuật xử lý nước thải.. - Tài liệu kỹ thuật Hướng dẫn đánh giá sự phù hợp của công nghệ xử lý nước thải và giới thiệu một số công nghệ xử lý nước thải đối với ngành Chế biến thủy sản - Dệt may - Giấy và bột giấy