- ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN BẰNG MÔ HÌNH BARDENPHO 5 GIAI ĐOẠN KẾT HỢP BỂ USBF. - Bể Bardenpho 5 giai đoạn, nước thải chế biến thủy sản, thời gian lưu nước, xử lý nước thải. - Nghiên cứu khảo sát bể Bardenpho 5 giai đoạn xử lý nước thải chế biến thủy sản thông qua các thông số thiết kế và vận hành bể. - Kết quả vận hành bể Bardenpho với tải nạp 1,54 kg BOD/m 3 , tổng thời gian lưu nước 8 giờ, nước thải đầu vào có nồng độ COD, BOD 5 , TKN, TP lần lượt là . - sau xử lý nồng độ các các chất ô nhiễm giảm xuống còn . - Khi vận hành với tải nạp 1,83 kg BOD/m 3 .ngày -1 , thời gian lưu nước 7 giờ, nồng độ COD, BOD 5 , TN, TP của nước thải đầu vào lần lượt là . - mg/L, nồng độ các chất ô nhiễm giảm còn . - trong đó nồng độ TN và TP đã tiến sát giới hạn cho phép xả thải theo QCVN 11- MT:2015/BTNMT (cột A). - Như vậy, bể Bardenpho 5 giai đoạn có thể xử lý nước thải chế biến thủy sản đạt tiêu chuẩn xả thải khi vận hành ở các điều kiện nêu trên.. - Sản lượng chế biến thủy sản gia tăng nên lượng nước thải phát sinh từ các nhà máy cũng gia tăng. - Thêm vào đó, một số công ty sử dụng dung dịch tripolyphosphate để ngâm tôm, sau đó dung dịch này được thải bỏ vì thế nước thải thường có nồng độ phosphorus cao (Nguyễn Thế Đồng và ctv., 2011), dẫn đến nồng độ nước thải đầu ra từ các hệ thống xử lý không đạt quy chuẩn xả thải.. - (2006), COD trong nước thải chế biến thủy sản dao động trong khoảng mg/L, BOD 5 vào khoảng 600 - 950 mg/L. - Nồng độ nitrogen và phosphorus trong nước thải thủy sản cũng rất cao, dễ gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa nếu chưa xử lý đạt quy chuẩn mà xả thải trực tiếp ra nguồn tiếp nhận (Lê Hoàng Việt &. - Hiệu suất loại bỏ dưỡng chất còn thấp dẫn đến nước thải đầu ra từ các nhà máy đang sử dụng công nghệ này không yêu cầu xả thải về nitrogen và phosphorus.. - Ở ngăn yếm khí và các ngăn thiếu khí có cánh khuấy để khuấy trộn nước thải với bùn hoàn lưu để vi khuẩn tiếp xúc với chất ô nhiễm. - Ngoài ra, hệ thống còn bao gồm bể lắng để tách các bông cặn sinh học ra khỏi nước thải đã xử lý, thiết bị hoàn lưu để hoàn lưu nước từ ngăn hiếu khí 1 về ngăn thiếu khí 1 và hoàn lưu bùn từ bể lắng về ngăn yếm khí (Emara et al., 2014). - Từ thành phần nước thải chế biến thủy sản đã được trình bày, với ưu điểm của công nghệ Bardenpho 5 giai đoạn, nghiên cứu này nhằm xác định các thông số thiết kế và vận hành của quy trình Bardenpho 5 giai đoạn để xử lý nước thải thủy sản đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chế biến thủy sản QCVN 11-MT:2015/BTNMT (loại A), góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường gây ra bởi ngành chế biến thủy sản.. - 2.1 Đối tượng và thời gian nghiên cứu Nước thải sử dụng trong các thí nghiệm là nước thải từ quá trình chế biến tôm đông lạnh, được lấy trước song chắn rác của hố thu gom nước thải tại Công ty TNHH Hải sản Việt Hải (xã Long Thạnh, huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang). - Nghiên cứu được thực hiện trên mô hình Bardenpho 5 giai đoạn như là công đoạn xử lý sinh học và lắng thứ cấp của một quy trình xử lý nước thải.. - 2.2 Mô hình Bardenpho 5 giai đoạn thí nghiệm. - và khả năng thu thập nước thải để làm thí nghiệm hàng ngày. - Chất rắn lơ lửng trong hỗn dịch nước thải của mô hình xử lý MLSS mg/L . - S o : nồng độ BOD 5 của nước thải đầu vào (mg/L) X: mật độ vi khuẩn trong mô hình tính bằng hàm. - Động cơ khuấy: dùng để tăng sự xáo trộn hỗn dịch bùn nước thải ở ngăn yếm khí, thiếu khí 1 và thiếu khí 2.. - Bình Mariotte: thể tích 150 L dùng để chứa nước thải đầu vào. - 2.3.1 Đánh giá thành phần nước thải. - Thành phần nước thải của các nhà máy chế biến thủy sản thường khác nhau, lượng nước thải phát sinh luôn biến động và bị ảnh hưởng bởi nguồn nguyên liệu, lượng nước dùng cho các hoạt động trong quá trình sản xuất và hóa chất sử dụng. - Vì thế, việc xác định thành phần nước thải rất quan trọng để đánh giá khả năng phân hủy sinh học, mức độ phù hợp của việc áp dụng biện pháp xử lý sinh học, và những điều chỉnh cần thiết đảm bảo các thông số vận hành khi thực hiện xử lý sinh học.. - Phân tích chất lượng nước thải thủy sản thực hiện trong ba ngày liên tục với các thông số ô nhiễm chủ yếu gồm: pH, độ đục, SS, BOD 5 , COD, TP, N- NH 4. - Lấy 30 L bùn hoạt tính từ hệ thống xử lý nước thải tập trung của Khu công nghiệp Trà Nóc, thành phố Cần Thơ đem về phòng thí nghiệm, sau đó chia bùn ra để nuôi thành 3 loại: hiếu khí, thiếu khí, yếm khí.. - Bùn hiếu khí cho vào thùng nhựa 60 L sục khí liên tục 24/24, nước thải trong thùng được thay định kỳ mỗi ngày hai lần (sáng lúc 10 giờ và chiều lúc 17 giờ) nhằm cung cấp chất nền cho vi khuẩn phát triển.. - Bùn yếm khí được cho vào bình nhựa sau đó đổ nước thải đến đầy bình và bịt kín đảm bảo môi trường yếm khí.. - Nước thải thủy sản được lắng tĩnh (tương đương với công đoạn lắng sơ cấp trong quy trình xử lý nước thải) trước khi đưa vào bình Mariotte. - Nước thải từ bình Mariotte chảy vào mô hình với lưu lượng được điều chỉnh với thời gian tồn lưu nước đã tính toán.. - 2.3.3 Tiến hành thí nghiệm định hướng Để loại bỏ nitrogen và phosphorus trong nước thải cần phải có thời gian lưu đủ dài để các quá trình nitrate hóa, khử nitrate được diễn ra hoàn toàn. - Dựa vào thành phần nước thải thí nghiệm và một số tài liệu tham khảo để chọn mốc thời gian lưu nước tiến hành thí nghiệm định hướng.. - Phân tích chỉ tiêu COD của nước thải đầu vào và đầu ra của mô hình trong 5 ngày liên tục, nếu nồng độ COD đầu ra của mô hình không đạt QCVN 11- MT:2015/BTNMT (cột A), tiến hành tăng thời gian lưu hay điều chỉnh các thông số vận hành (MLSS, MLVSS). - Nếu nồng độ COD đạt loại A của QCVN 11-MT:2015/BTNMT thì tiến hành thí nghiệm chính thức với mô hình Bardenpho 5 giai đoạn.. - Thu mẫu nước thải đầu vào và đầu ra từ mô hình và phân tích liên tục trong ba ngày với các chỉ tiêu đã nêu và phân tích MLSS, MLVSS ở các ngăn của mô hình.. - 2.4 Phương pháp và phương tiện phân tích Nước thải đầu vào và đầu ra của mô hình được phân tích tại các phòng thí nghiệm thuộc Khoa Môi trường và Tài nguyên thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ và Trung tâm Kỹ thuật tiêu chuẩn đo lường chất lượng thành phố Cần Thơ.. - 3.1 Tính chất của nước thải thủy sản thí nghiệm. - Nhằm nắm vững các thành phần của nước thải thí nghiệm, nghiên cứu lấy mẫu nước thải trong 3 ngày liên tiếp phân tích các thông số ô nhiễm chủ yếu để đánh giá chất lượng nước thải. - Nước thải khi thu thập có độ đục cao, có mùi hôi và chứa nhiều cặn lơ lửng.. - Bảng 4: Thành phần và đặc điểm nước thải thí nghiệm. - Nồng độ pH của nước thải có giá trị trung bình là nằm trong khoảng từ 6,0 - 7,0 thích hợp cho quá trình phân hủy yếm khí (Monnet, 2003). - Vì vậy, nước thải trước khi đưa vào vận hành bể Bardenpho không cần điều chỉnh pH.. - Nước thải thí nghiệm có tỷ lệ BOD 5 : COD. - Nước thải thí nghiệm có tỷ lệ BOD 5 : N : P . - Nước thải thí nghiệm có tỷ lệ COD : N : P . - Nước thải có nồng độ SS đầu vào là mg/L, thấp hơn mức đề nghị 150 mg/L (Lê Hoàng Việt &. - Có thể thấy nước thải thủy sản có nồng độ chất hữu cơ, nitrogen và phosphorus cao, do đó bể Bardenpho là công nghệ phù hợp để xử lý loại nước thải này.. - Để đánh giá tính ổn định của mô hình đối với sự biến thiên về nồng độ chất ô nhiễm của nước thải đầu vào, tiến hành thu mẫu nước thải đầu vào và đầu. - Bảng 5: Kết quả phân tích COD trong nước thải đầu vào và đầu ra của mô hình. - Đầu vào . - Nồng độ COD trong nước thải đầu vào mô hình có biến động nhưng không lớn đạt mg/L, COD đầu ra chỉ còn mg/L và đạt QCVN 11-MT:2015/BTNMT (cột A). - Chỉ tiêu Ngăn xử lý. - Nồng độ DO tại ngăn hiếu khí 1 và hiếu khí 2 của mô hình là 2,5 - 2,7 mg/L và 2,4 - 2,6 mg/L, phù hợp với yêu cầu DO >. - Nồng độ MLSS trung bình của 5 ngăn của Bardenpho là 4.828 mg/L lớn hơn so với khoảng MLSS dành cho bể Bardenpho 5 giai đoạn. - Tiến hành lấy mẫu nước thải đầu vào và đầu ra của mô hình vào lúc 9 - 12 giờ trong 3 ngày liên tục.. - Kết quả phân tích mẫu nước thải đầu vào và đầu ra với thời gian lưu 8 giờ được trình bày trong Hình 2.. - Hình 2: Chất lượng nước thải đầu vào và đầu ra ở thời gian lưu 8 giờ Nước thải sau hệ thống xử lý có pH là 7,12. - 0,14 cao hơn nước thải đầu vào là . - Nồng độ N-NO 3 - từ mg/L tăng lên 9,07. - 0,48 mg/L sau khi xử lý. - Nồng độ TKN giảm đi và nồng độ N-NO 3 - tăng lên rất ít không tương ứng với lượng TKN giảm chứng tỏ quá trình khử nitrate diễn ra như phương trình (1), quá trình này làm tăng lượng alkalinity trong nước thải từ đó làm cho pH tăng lên. - Mặc dù pH của nước thải sau hệ thống tăng nhưng vẫn nằm trong khoảng cho phép từ 6,0 - 9,0 theo QCVN 11-MT:2015/BTNMT (cột A).. - Nồng độ SS đầu vào là mg/L, trong quá trình xử lý SS bị hấp phụ vào các bông cặn sinh học và kết hợp với vi khuẩn tạo thành MLSS;. - nồng độ MLSS ở ngăn thứ 5 trước khi vào bể USBF. - SS được loại bỏ cao là do quá trình hấp phụ các chất rắn lơ lửng của VSV lên bông bùn đồng thời phân hủy các chất rắn này để tổng hợp các tế bào mới và việc giữ lại SS trong lớp bùn ở bể USBF làm giảm đáng kể hàm lượng SS trong nước thải đầu ra.. - Nồng độ COD và BOD 5 trong nước thải đầu vào lần lượt là mg/L và mg/L, sau khi xử lý còn mg/L và 12,58. - Việc giảm nồng độ các chất hữu cơ trong nước thải chủ yếu nhờ hệ VSV ở điều kiện yếm khí, hiếu khí và thiếu khí phân hủy chất hữu cơ thành các chất khí hay chất khoáng, một phần được dùng để tạo ra các tế bào vi khuẩn mới được thể hiện qua các phương trình . - Nước thải đầu vào có nồng độ TN và TKN lần lượt là mg/L và mg/L.. - Nước thải đầu ra của mô hình có nồng độ TN giảm còn mg/L (hiệu suất loại bỏ 85,42. - TKN giảm còn mg/L (hiệu suất xử lý 85,19. - Nồng độ TKN giảm nhưng nồng độ N-NO 3. - tăng rất ít không tương ứng là do quá trình nitrate hóa trong bể diễn ra tốt, lượng amoni trong nước thải đầu vào được oxy hóa thành nitrate trong ngăn hiếu khí 1, một phần amoni được các VSV dị dưỡng chuyển hóa vào bên trong tế bào để tổng hợp tế bào vi khuẩn mới thông qua phương trình (6) và (7).. - Nồng độ TP trong nước thải đầu vào là mg/L, sau quá trình xử lý giảm còn mg/L, đạt cột A theo quy chuẩn QCVN 11- MT:2015/BTNMT. - Mật độ tổng Coliform còn trong nước thải sau xử lý cao hơn QCVN 11-MT:2015/BTNMT nhưng không phải là đối tượng đánh giá trong khuôn khổ nghiên cứu này vì trong thực tế nước thải còn phải qua bể khử trùng trước khi đưa ra nguồn tiếp nhận.. - Từ kết quả với thời gian lưu nước 8 giờ, nước thải sau xử lý sinh học bằng bể Bardenpho thấp hơn quy chuẩn khá nhiều nên ở thí nghiệm này tiến hành giảm thời gian tồn lưu nước đối với 5 ngăn của bể Bardenpho xuống còn 7 giờ nhằm đánh giá xem ở thời gian lưu nước này nước thải đầu ra còn đạt quy chuẩn hay không.. - Đối với vùng hiếu khí yêu cầu nồng độ DO >. - Các mẫu nước thải đầu vào và đầu ra của mô hình được thu trong 3 ngày liên tục. - Nước thải sau hệ thống xử lý có pH là cao hơn đầu vào . - Nồng độ SS đầu vào là mg/L, trong bể SS bị hấp phụ vào các bông cặn sinh học và. - Nồng độ SS đầu ra giảm còn mg/L đạt QCVN 11-MT:2015/BTNMT (cột A) với hiệu suất loại bỏ 99,68%. - Nồng độ COD và BOD 5 trong nước thải đầu vào lần lượt là mg/L và mg/L, ở đầu ra giảm còn mg/L và 26,21. - và BOD 5 là 94,99%, nước thải đầu ra đạt cột A theo QCVN 11-MT:2015/BTNMT. - Nước thải đầu vào có nồng độ TN là mg/L, TKN là mg/L. - Sau khi xử lý nồng độ TN giảm còn mg/L (hiệu suất loại bỏ 78,94%) và nồng độ TKN giảm còn mg/L (hiệu suất xử lý 86,67. - Nồng độ N-NH 4 + đầu vào từ mg/L giảm còn mg/L với hiệu suất xử lý là 79,37%.. - Nồng độ N-NO 3 - đầu vào là mg/L, sau khi xử lý tăng lên mg/L. - Nồng độ TP trong nước thải đầu vào là mg/L, sau khi xử lý giảm còn mg/L (hiệu suất xử lý 53,62%) và đạt quy chuẩn QCVN 11-MT:2015/BTNMT (cột A). - Kết quả nghiên cứu cho thấy bể Bardenpho 5 giai đoạn có thể ứng dụng như một công đoạn xử lý sinh học trong hệ thống xử lý nước thải chế biến thủy sản với chất lượng nước thải đầu vào có nồng độ ô nhiễm COD là mg/L, BOD 5 là mg/L, TN là mg/L, N- NH 4 + là mg/L, TP là mg/L, SS là mg/L.. - Trong điều kiện vận hành ổn định, với tải nạp BOD 5 đầu vào 1,54 kg BOD/m 3 .ngày -1 , tải nạp COD cho ngăn yếm khí là 44,8 kg COD/m 3 .ngày -1 , tổng thời gian lưu nước tại 5 ngăn của bể Bardenpho là 8 giờ, nước thải đầu ra đạt QCVN 11-MT:2015/. - kg BOD/m 3 .ngày -1 , tải nạp COD cho ngăn yếm khí là 55,93 kg COD/ m 3 .ngày -1 thì nước thải đầu ra cũng đạt cột A theo QCVN 11-MT:2015/BTNMT ở các chỉ tiêu theo dõi.. - Cần tiếp tục nghiên cứu thời gian lưu phù hợp của bể Bardenpho 5 giai đoạn đối với loại nước thải có nồng độ nitrogen và phosphorus cao vì đặc điểm nổi bật của quy trình này là có hiệu quả cao trong việc loại bỏ dưỡng chất ra khỏi nước thải.. - Nghiên cứu ảnh hưởng của MLSS ở các nồng độ khác nhau khi vận hành ở cùng thời gian lưu nước nêu trên.. - Thông tư 77:2015/TT-BTNMT ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chế biến thủy sản QCVN 11- MT:2015/ BTNMT. - Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp tính toán thiết kế công trình. - Giáo trình Kỹ thuật xử lý nước thải. - 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