- ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẾT MỔ GIA SÚC TẬP TRUNG CỦA ĐĨA QUAY SINH HỌC VÀ LỒNG QUAY SINH HỌC. - Đĩa quay sinh học, lồng quay sinh học, nước thải giết mổ gia súc. - Nghiên cứu “Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải giết mổ gia súc tập trung của đĩa quay sinh học và lồng quay sinh học” được thực hiện nhằm so sánh hiệu quả xử lý của đĩa quay sinh học có giá thể ống nhựa dạng khối đĩa và lồng quay sinh học có giá thể bông tắm. - Kết quả thí nghiệm cho thấy hiệu quả xử lý của lồng quay sinh học cao hơn đĩa quay sinh học ở thời gian lưu 6 giờ và tất cả các chỉ tiêu theo dõi trong nước thải sau xử lý đạt QCVN 40:2011/BTNMT cột B. - Khi xử lý sinh học nước thải giết mổ hai giai đoạn với giai đoạn I là lồng quay sinh học và giai đoạn II là đĩa quay sinh học cho nước thải sau xử lý có nồng độ các chỉ tiêu theo dõi đạt QCVN 40:2011/BTNMT cột A.. - Tuy nhiên, nước thải phát sinh ra từ phần lớn các lò giết mổ được thải ra sông, hồ, kênh, rạch… mà chưa qua. - xử lý hoặc xử lý chưa đạt tiêu chuẩn gây ô nhiễm nghiêm trọng môi trường xung quanh, do loại nước thải này có nồng độ SS, BOD, COD, N, P cao và nhiều vi trùng gây bệnh. - Một số nghiên cứu xử lý loại nước thải này đã được thực hiện như nghiên cứu của Ngô Thị Phương Nam et al. - (2008) xử lý nước thải lò giết mổ gia súc bằng quá trình sinh học thể bám cho nước thải đầu ra đạt QCVN cột B.. - lý ammonium trong nước thải giết mổ bằng việc kết hợp quá trình ni-trit hóa một phần/anammox cho hiệu suất xử lý 92% ở tải trọng 0,04 kgN- NH 4 /m 3 .ngày và 87,8% ở tải trọng 0,14 kgN- NH 4 /m 3 .ngày.. - Đĩa quay sinh học là loại hình xử lý sinh học hiếu khí theo kiểu tăng trưởng bám dính được nghiên cứu và phát triển tại Đức vào những năm 1960, đến nay hệ thống đĩa quay sinh học được ứng dụng rộng rãi tại nhiều quốc gia trên thế giới (Metcalf &. - Đĩa quay sinh học là các khối đĩa tròn làm bằng nhựa PE hay PVC gắn trên một trục, đĩa được đặt ngập một phần vào trong nước thải. - Khi vận hành đĩa sẽ được cho quay chậm xung quanh trục, sinh khối sẽ bám trên bề mặt đĩa tạo thành lớp màng sinh học. - Khi khối đĩa quay xuống, vi sinh vật (VSV) nhận chất nền (chất dinh dưỡng) có trong nước thải. - Đĩa quay sinh học thường dùng để loại bỏ BOD trong nước thải hay dùng để chuyển hóa a-môn thành ni-trát. - Các loại nước thải thích hợp cho hệ thống là nước thải sinh hoạt, nước thải bệnh viện, và nước thải một số ngành công nghiệp. - Ưu điểm của đĩa quay sinh học là thời gian tồn lưu ngắn, chi phí vận hành và bảo trì thấp, hệ thống cho ra loại bùn chứa ít nước, có khả năng lắng nhanh (Grady et al., 2004). - Để xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ cao người ta thường sử dụng nhiều đĩa quay sinh học nối tiếp với nhau, mỗi đĩa quay sinh học được coi là một giai đoạn xử lý. - Tuy nhiên, việc ứng dụng đĩa quay sinh học ở các nước đang phát triển bị hạn chế do chi phí nhập các khối đĩa này khá cao. - Để hạ giá thành và đơn giản hóa việc chế tạo đĩa quay sinh học, người ta đã chế tạo các lồng quay sinh học, đây là các lồng lưới bên trong chứa các giá thể để VSV bám vào tạo màng sinh học (Sirianuntapiboon, 2006).. - Nghiên cứu “Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải giết mổ gia súc tập trung bằng đĩa quay sinh học và lồng quay sinh học” được thực hiện với mục tiêu tổng quát là đánh giá khả năng sử dụng các vật dụng phổ biến trên thị trường làm giá thể chế tạo đĩa quay sinh học (ĐQSH) và lồng quay sinh học (LQSH). - ứng dụng ĐQSH và LQSH để xử lý nước thải giết mổ gia súc. - Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải giết mổ của ĐQSH có giá thể là ống nhựa và LQSH có giá thể là bông tắm. - tìm ra thông số thiết kế và vận hành của chúng để có thể áp dụng thực tế đối với các loại nước thải tương tự.. - Đánh giá hiệu quả xử lý sinh học hai giai đoạn của nước thải giết mổ với giai đoạn I là LQSH và giai đoạn II là ĐQSH.. - 2 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 2.1 Thời gian, địa điểm thực hiện đề tài Nghiên cứu được tiến hành tại Phòng thí nghiệm Xử lý nước thải và Phòng thí nghiệm Sinh Kỹ thuật Môi trường của Bộ môn Kỹ thuật Môi trường, Khoa Môi trường &. - Để đảm bảo đạt hiệu suất xử lý và chi phí đầu tư thấp có thể sử dụng các vật dụng, đồ dùng sinh hoạt gia đình có các đặc điểm như phổ biến trên thị trường, rẻ tiền, độ rỗng cao, diện tích bề mặt lớn. - 2.2.2 Nước thải. - Nước thải giết mổ gia súc của Xí nghiệp chế biến thực phẩm I (phường An Bình - quận Ninh Kiều - thành phố Cần Thơ) được thu tại hố thu gom nước tập trung của xí nghiệp, sau đó lược sơ bộ bằng vải để loại bỏ phần lớn lông, da, phân và lắng 60 phút để giảm nồng độ SS rồi phân tích các tính chất lý hóa nước thải như pH, SS, COD, BOD 5 , TKN, TP, NH 4. - NO 3 - nhằm đánh giá mức độ phù hợp cho quá trình xử lý sinh học và có biện pháp hiệu chỉnh khi cần thiết. - Mẫu nước thải được thu lặp lại 3 lần trong 3 ngày liên tiếp để có tính đại diện.. - 2.2.4 Tiến hành thí nghiệm. - Giai đoạn tạo màng sinh học trên giá thể của ĐQSH và LQSH. - ĐQSH và LQSH vận hành với nước thải giết mổ, đồng thời bùn hoạt tính từ bể bùn hoạt tính của Công ty TNHH Hải sản Việt Hải (xã Long Thạnh, huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang) được đưa vào. - Bố trí thí nghiệm. - Thí nghiệm 1: vận hành song song 2 mô hình để đánh giá hiệu quả xử lý của ĐQSH và LQSH ở thời gian lưu 6 giờ. - Từ kết quả của thí nghiệm 1, chọn ra mô hình có hiệu quả xử lý cao hơn để tiến hành thí nghiệm 2.. - Thí nghiệm 3: bố trí LQSH và ĐQSH hoạt động nối tiếp tạo thành hệ thống xử lý 02 giai đoạn để đánh giá hiệu quả xử lý hai giai đoạn nước thải giết mổ.. - Ở các thí nghiệm trên mẫu nước thải đầu vào và đầu ra của hệ thống được thu liên tiếp 3 ngày để phân tích các chỉ tiêu cần đánh giá là SS, BOD 5 , COD, TKN, NH 4. - 3.1 Đặc trưng nước thải từ lò giết mổ của Xí nghiệp chế biến thực phẩm I. - Nước thải được lấy từ lò giết mổ gia súc tập trung của Xí nghiệp chế biến thực phẩm I, đem về xử lý sơ bộ và phân tích để đánh giá khả năng xử lý sinh học.. - Bảng 2: Nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải lò giết mổ. - nồng độ các chất ô nhiễm sau khi lọc sơ bộ và để lắng 60 phút. - pH của nước thải lò giết mổ là nằm trong khoảng 6,5 ÷ 8,5 thích hợp cho xử lý sinh học hiếu khí (Trịnh Xuân Lai, 2009).. - Tỷ số BOD 5 /COD của nước thải giết mổ là 0,526 >. - 0,5 thích hợp cho xử lý sinh học (Lê Hoàng Việt &. - Như vậy, nước thải từ lò giết mổ chỉ cần xử lý sơ bộ là có thể đưa vào xử lý bằng ĐQSH không cần điều chỉnh gì thêm.. - 3.2 Kết quả thí nghiệm. - 3.2.1 Kết quả thí nghiệm 1: đánh giá hiệu quả xử lý của ĐQSH và LQSH ở thời gian lưu 6 giờ. - Kết quả cho thấy ngoại trừ nồng độ BOD 5 sau xử lý của ĐQSH, nồng độ chất ô nhiễm của nước thải sau xử lý bằng ĐQSH và LQSH đều đạt quy chuẩn xả thải QCVN 40:2011/BTNMT (cột B).. - Nồng độ SS, BOD 5 , COD, TKN, NH 4 + sau xử lý bằng LQSH thấp hơn sau xử lý bằng ĐQSH.. - Riêng nồng độ TKN và NO 3 - không có quy định trong quy chuẩn xả thải QCVN 40:2011/BTNMT nên nồng độ hai chỉ tiêu này dùng để đánh giá sự chuyển hóa đạm hữu cơ trong nước thải. - TKN và NH 4 + của nước thải đầu ra thấp hơn nhiều so với đầu vào, trong khi đó NO 3 - tăng chứng tỏ đạm hữu cơ đã được chuyển hóa thành đạm a-môn và sau đó bị ô-xy hóa thành đạm ni-trát, tuy nhiên lượng đạm ni-trát tăng lên không tương xứng với mức giảm của đạm hữu cơ và a-môn, chứng tỏ trong bể còn có quá trình khử ni-trát diễn ra.. - Nồng độ COD, BOD 5 sau xử lý bằng LQSH đều đạt QCVN 40:2011/BTNMT (cột B), còn sau xử lý bằng ĐQSH chỉ có COD đạt quy chuẩn xả thải QCVN 40:2011/ BTNMT (cột B). - Phân tích ANOVA và kiểm định F cho nồng độ COD và BOD 5 sau xử lý của hai mô hình đều khác biệt có ý nghĩa ở mức 5%.. - Nồng độ TP sau xử lý của cả hai mô hình đều đạt QCVN 40:2011/BTNMT (cột B). - và kết quả phân tích ANOVA và kiểm định F thì nồng độ TP sau xử lý của hai mô hình khác biệt không ý nghĩa ở mức 5%. - Trong khi đó, nồng độ NH 4 + sau xử lý của LQSH thấp hơn nhiều so với ĐQSH và khác biệt có ý nghĩa ở mức 5%.. - Hiệu suất xử lý các chất ô nhiễm của 02 mô hình khá cao, trong đó hiệu suất xử lý của LQSH cao hơn của ĐQSH do LQSH có tổng diện tích bề mặt của giá thể lớn hơn ĐQSH. - Hiệu suất xử lý các chất ô nhiễm của 02 mô hình ở thời gian lưu nước 6 giờ được trình bày trong Bảng 3.. - Nồng độ (mg/L). - Nước thải trước xử lý Sau xử lý RBC ống nhựa Sau xử lý LQSH bông tắm. - Hình 4: Nồng độ các chỉ tiêu theo dõi trước và sau xử lý bằng ĐQSH và LQSH Bảng 3: Hiệu suất của ĐQSH và LQSH. - (n = 3) Sau xử lý với ĐQSH Sau xử lý với. - 3.2.2 Kết quả thí nghiệm 2: xử lý nước thải bằng LQSH ở thời gian lưu 5,5 giờ. - Kết quả thí nghiệm 1 cho thấy LQSH cho hiệu suất xử lý cao hơn và với thời gian lưu nước là 6 giờ nước thải đầu ra của LQSH đạt QCVN 40:2011/BTNMT (cột B), do đó ở thí nghiệm 2 mô hình LQSH được lựa chọn để tiến hành thí nghiệm với thời gian lưu nước là 5,5 giờ nhằm mục đích xác định thời gian lưu nước tối thiểu mà ở đó bước thải sau xử lý vẫn còn đạt qui chuẩn. - Nồng độ nước thải trước và sau xử lý được trình bày trong Hình 5.. - Nước thải trước xử lý Sau xử lý RBC bông tắm. - Ở thời gian lưu 5,5 giờ hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm giảm so với thời gian lưu 6 giờ. - Vì vậy, thời gian lưu nước tối thiểu vận hành LQSH để các nồng độ chất ô nhiễm đầu ra của nước thải giết mổ đạt QCVN 40:2011/BTNMT (cột B) nên là 6 giờ.. - 3.2.3 Kết quả thí nghiệm 3: đánh giá hiệu quả xử lý hai giai đoạn bằng LQSH kết hợp ĐQSH. - Như đã trình bày ở trên, đĩa quay sinh học. - hai mô hình này được vận hành ở cùng thời gian lưu nước là 6 giờ, điều này có nghĩa là lưu lượng nước thải nạp cho mô hình hai giai đoạn gấp hai lần lưu lượng nước thải nạp cho mô hình một giai đoạn. - Các kết quả cho thấy tuy cùng thời gian tồn lưu, hiệu suất của mô hình hai giai đoạn cao hơn nhiều so với mô hình một giai đoạn. - Nồng độ TKN và NH 4 + của nước thải đầu ra mô hình hai giai đoạn giảm mạnh hơn so với mô hình một giai đoạn và nồng độ ni-trát của nước thải đầu ra mô hình hai giai đoạn tăng cao hơn nồng độ ni-trát của nước thải đầu ra mô hình một giai đoạn chứng tỏ tốc độ quá trình chuyển hóa ni-tơ của mô hình hai giai đoạn cao hơn nhiều.. - Nước thải trước xử lý Sau xử lý một bậc Sau xử lý hai bậc. - Hình 6: Nồng độ các chỉ tiêu phân tích trước và sau xử lý một giai đoạn, hai giai đoạn Nồng độ COD, BOD 5 , TP, NH 4 + sau xử lý hai. - giai đoạn đều đạt QCVN 40:2011 (cột A), tuy nồng độ SS không đạt nhưng trong một hệ thống xử lý hoàn chỉnh phía sau bể xử lý sinh học luôn có bể lắng thứ cấp để loại bỏ chất rắn lơ lửng, như vậy lượng SS này sẽ lắng tại bể lắng thứ cấp. - Đối với mô hình một giai đoạn ngoại trừ COD và TP các chỉ tiêu khác đều không đạt QCVN 40: 2011 (cột A). - Kết quả thí nghiệm này cho thấy khi thiết kế đĩa quay sinh học nên thiết kế theo qui trình nhiều giai đoạn để tăng hiệu suất xử lý.. - giai đoạn giai đoạn. - Bảng 5: Hiệu suất xử lý của quá trình xử lý một giai đoạn và hai giai đoạn. - (n = 3) Sau xử lý hai giai. - đoạn Sau xử lý một giai đoạn. - Có thể sử dụng các vật liệu gia dụng phổ biến như ống nhựa luồn điện, bông tắm để làm giá thể chế tạo đĩa quay sinh học và lồng quay sinh học.. - Thời gian 6 giờ là thời gian tồn lưu nước tối thiểu để LQSH giá thể bông tắm xử lý nước thải giết mổ đạt QCVN 40:2011 (cột B) với các chỉ tiêu theo dõi đã nêu.. - Hiệu suất xử lý các chất ô nhiễm của nước thải lò giết mổ bằng mô hình hai giai đoạn cao hơn hiệu suất xử lý của mô hình một giai đoạn. - Quá trình ni- trat hóa, khử ni-trat của xử lý hai giai đoạn xảy ra tốt hơn xử lý một giai đoạn.. - Ở thời gian tồn lưu nước 6 giờ mô hình hai giai đoạn cho nước thải sau xử lý đạt QCVN 40:2011 (cột A).. - Do nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải lò giết mổ biến thiên rất lớn theo qui trình giết mổ và cách quản lý của các xí nghiệp, do đó chỉ áp dụng kết quả này cho các xí nghiệp có nồng độ nước thải sau xử lý sơ bộ nằm trong khoảng nồng độ nước thải đầu vào của các thí nghiệm ở trên.. - Tiến hành thêm các nghiên cứu trên những loại nước thải khác để có thể ứng dụng ĐQSH và LQSH xử lý các loại nước thải này.. - Nên nghiên cứu sử dụng các loại vật liệu thông dụng khác làm giá thể cho lồng quay sinh học để đánh giá hiệu quả xử lý, giá thành và độ bền của các loại giá thể.. - Vi sinh vật nước và nước thải. - Giáo trình Phương pháp xử lý nước thải. - Xử lý nước thải giàu hợp chất Nitơ và Phospho. - Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học. - Công nghệ sinh học môi trường tập 1.. - Nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ gia súc bằng quá trình sinh học hiếu khí thể bám trên vật liệu polymere tổng hợp. - Xử lý ammonium trong nước thải giết mổ bằng việc kết hợp quá trình nitrit hóa một phần/anammox.. - Tạp chí Sinh học 2012 34 (3se).