- NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ XỬ LÝ LÂN TRONG. - NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN BẰNG ĐẤT ĐỎ BAZAN TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM. - Ô nhiễm nguồn nước do nước thải từ nước thải nhà máy chế biến thủy sản đang là một vấn đề được sự quan tâm đặc biệt của cộng đồng. - Sự hiện diện của các hợp chất có chứa lân sau quá trình xử lý nước thải được xem là một trong những nguyên nhân chính của quá trình tích lũy dinh dưỡng dẫn đến sự phú dưỡng ở các hệ thống sông ngòi nơi tiếp nhận nguồn nước này. - Để tìm ra những giải pháp xử lý lân hiệu quả, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm hiệu quả xử lý trên vật liệu đất đỏ bazan. - Kết quả nghiên cứu cho thấy loại vật liệu này có tiểm năng dùng để xử lý nước thải của nhà máy chế biên thủy sản.. - Với 1 g đất đỏ bazan có thể hấp phụ được 1,51 mg PO 4 3. - Kết quả cho thấy hiệu suất xử lý lân bởi vật liệu này rất hiệu quả, đạt 99,7 % và hàm lượng lân còn lại trung bình trong nước đầu ra chỉ khoảng 0,31 mg/L.. - Từ khóa: Hấp phụ, tổng lân, xử lý nước thải, đất đỏ bazan. - Nước thải từ các khu công nghiệp (KCN) chứa hàm lượng đạm, lân, các chất hữu cơ độc hại khó phân hủy, các loại vi trùng gây bệnh,… rất cao, đặc biệt là các nhà máy chế biến thủy sản đều chưa được xử lý hoặc xử lý. - Hiện nay, một số biện pháp xử lý nước chế biến thủy sản chủ yếu chỉ loại bỏ được hàm lượng chất hữu cơ bằng cách oxi hóa sinh hóa nhưng hàm lượng nitơ và photpho thì giảm chưa đáng kể (Green and Shelef, 1994), Mitsuhori et al. - Tuy nhiên, các biện pháp này có những hạn chế là tốn nhiều chi phí và diện tích cho xử lý. - Theo Lê Anh Kha và Masayuki Seto (2003), sử dụng những hạt đất nung có thể loại được lân trong nước thải, và theo Trần Đức Hạ (2002) những hạt đất nung có chứa những gốc kim loại như sắt có khả năng hấp phụ photpho,… Từ những thực tế trên, đề tài “Nghiên cứu hiệu quả xử lý lân trong nước thải chế biến thủy sản bằng đất đỏ bazan trong phòng thí nghiệm” được thực hiện nhằm: (i) lựa chọn mẫu đất đỏ bazan có khả năng làm giảm hàm lượng lân trong nước cao nhất. - (ii) xác định khả năng hấp phụ lân của vật liệu đất bazan đối với nước thải chế biến thủy sản.. - 2.2 Vật liệu nghiên cứu. - Nước thải chế biến thủy sản được thu tại Công ty Trách nhiệm hữu hạn Thực phẩm Xuất khẩu Nam Hải, Khu công nghiệp Trà Nóc 1, Thành phố Cần Thơ.. - Mẫu đất đỏ bazan được thu tại tỉnh Bình Dương. - Các mẫu đất sau khi được mang về đem phơi khô, sau đó nung ở 500 o C trong 2 giờ để loại bỏ hàm lượng chất hữu cơ có thể có lẫn trong mẫu đất, sau đó đem nghiền nhỏ và rây qua hai loại sàng lọc có kích thước lọc là 1mm và 5mm để lựa chọn kích cở vật liệu từ 1 - 5mm để dùng cho các thí nghiệm.. - 2.3 Bố trí thí nghiệm. - 2.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm. - 2.3.1 Xác định mẫu đất đỏ bazan có khả năng làm giảm hàm lượng photphat trong nước tốt nhất. - Giả định trong 24h, mẫu đất phát huy hoàn toàn khả năng hấp phụ PO 4 3- có trong dung dịch. - Thí nghiệm được bố trí mỗi mẫu đất là 1 nghiệm thức và 1 nghiệm thức đối chứng không có đất. - Thí nghiệm được lặp lại 3 lần.. - 2.3.2 Nghiên cứu xử lý lân trong nước thải chế biến thủy sản bằng hệ thống xử lý có chứa vật liệu đất đỏ bazan. - Tiến hành bố trí thí nghiệm xác định khả năng hấp phụ lân trong nước thải chế biến thủy sản của vật liệu đất đỏ bazan đã được lựa chọn trong thí nghiệm 1.. - Nước thải từ bể cấp qua bình giữ mực, qua bể composite chứa vật liệu đất bazan với lưu lượng 6lít/giờ và được điều chỉnh ổn định trong suốt quá trình thí nghiệm:. - Bình giữ mực có kích thước 50cm×35cm×25cm được gắn phao giữ mực để ổn định lượng nước thải đầu vào hệ thống xử lý chứa 40 lít nước.. - Bể chứa vật liệu đất đỏ bazan có kích thước 50cm×35cm×25cm là bể composite dạng hình khối chữ nhật. - Bên trong được thiết kế khi nước thải vào di chuyển theo đường zích zắc.. - ở tỉnh Bình Dương Hình 2: Vật liệu đất bazan có kích thước 1 - 5mm sau khi qua rây. - Hình 3: Sơ đồ hệ thống thí nghiệm tổng quát. - TP: phương pháp Acid Ascorbic theo Phương pháp chuẩn phân tích chất lượng nước và nước thải (ALPHA, 2000).. - 2.5 Xử lý số liệu. - Sử dụng phần mềm Excel để xử lý số liệu và vẽ biểu đồ.. - 3.1 Xác định mẫu đất hấp phụ lân hiệu quả. - Qua hình 4 thể hiện khả năng làm giảm nồng độ PO 4 3- của 1g đất bazan trong 100ml PO 4 3- nồng độ 3 mg/L. - Các mẫu đất đỏ bazan đều có khả năng làm giảm hàm lượng PO 4 3- trong nước, trong đó các mẫu và 7 thể hiện khả năng làm giảm hàm lượng PO 4 3- rất tốt với hiệu suất xử lý hàm lượng photphat ban đầu. - Tuy nhiên, mẫu 2 và mẫu 5 chỉ xử lý được lần lượt là 77,5 % và. - Nước thải đầu vào. - Nước thải đầu ra Bể cấp. - Bình giữ mực Bể chứa đất đỏ bazan và nước thải. - Hình 5 thể hiện khả năng làm giảm nồng độ PO 4 3- của 1g đất bazan trong 100ml PO 4 3- nồng độ 30mg/L. - Như vậy, tổng hợp kết quả của thí nghiệm trên có thể kết luận rằng mẫu 3 và mẫu 7 thể hiện được khả năng loại lân hiệu quả nhất trong các mẫu đất thu được. - Chính vì thế một trong hai mẫu đất đỏ bazan này có thể được sử dụng trong các thí nghiệm còn lại. - Theo đó, mẫu 7 đã được chọn để sử dụng trong các thí nghiệm tiếp theo.. - 3.2 Xác định thời gian và khả năng hấp phụ lân tối đa. - Ở nghiệm thức đối chứng nồng độ PO 4 3- không thay đổi và không chênh lệch giữa các lần lặp lại, vì vậy chứng tỏ nồng độ photphat trong nghiệm thức có mẫu đất giảm là do 1g đất đỏ bazan hấp phụ.. - Ở nghiệm thức với đất đỏ bazan, trong 2 giờ đầu hàm lượng photphat giảm mạnh nhất, từ nồng độ photphat là 30 mg/L sau 2 giờ nồng độ còn 17,1 mg/L. - Hình 6: Thời gian và khả năng hấp phụ lân tối đa của 1g đất đỏ bazan trong 100ml dung dịch PO 4 3- 30mg/L 100ml dung dịch PO 4 3- 30mg/l được theo dõi trong 6 giờ. - ĐC mẫu 1 mẫu 2 mẫu 3 mẫu 4 mẫu 5 mẫu 6 mẫu 7 mẫu đất đỏ Bazan. - Hình 4: Khả năng loại photphat của 1g đất đỏ bazan với nồng độ PO 4 3- 3mg/L. - Hình 5: Khả năng loại photphat của 1g đất đỏ bazan với nồng độ PO 4 3- 30mg/L. - Thời gian đất đỏ bazan hấp phụ tốt nhất là 2 giờ.. - Với 1g đất đỏ bazan hấp phụ 1,51 mg PO 4 3- tương đương với 0,49 mg P-PO 4 3-. - 3.3 Khả năng loại bỏ lân trong nước thải chế biến thủy sản bằng hệ thống lọc chứa vật liệu đất đỏ bazan. - Nước thải dùng làm thí nghiệm đã được xử lý amôn hóa và nitrát hóa. - Trong thí nghiệm này nước thải cho vào bể cấp sục khí 24h, tiếp tục cho qua bể giữ mực, cuối cùng cho qua hệ thống với lưu tốc 6 lít/giờ. - Tiến hành thu mẫu đầu vào và đầu ra của hệ thống trong 4 đợt. - Giá trị EC đầu ra của các đợt thu mẫu dao động trong khoảng từ µS/cm. - Ở tất cả các mẫu đầu ra giá trị EC luôn thấp hơn so với đầu vào, điều này có thể được giải thích là do lớp vật liệu đất đỏ bazan đã giữ lại một số các ion có trong nước trong đó thể có PO 4 3- (Hình 7).. - Hình 7: Biến động EC trong các đợt thu mẫu. - Hình 8 và 9 thể hiện kết quả khảo sát diễn biến pH và độ đục trong thí nghiệm.. - pH nước thải đầu vào mang tính chất kiềm nhẹ và biến động không lớn trong khoảng từ . - Các giá trị pH đầu ra sau khi qua bể chứa vật liệu đất đỏ bazan thì có sự biến động cao và tăng dần đều trong thời gian khảo sát từ 4,24 ở đợt 1 và đạt 7,11 ở đợt 4. - pH của nước thải có thể một phần phụ thuộc vào pH của đất (Hoàng Hưng, 2000). - Nước thải trước khi cho qua hệ thống có giá trị pH khoảng 8,3 nhưng sau khi đi qua các lớp vật liệu thì pH đầu ra chỉ đạt 4,24. - Đợt 1 Đợt 2 Đợt 3 Đợt 4 Các đợt thu mẫu Đầu vào Đầu ra. - Hình 10 cho thấy hàm lượng DO có sự chênh lệch lớn giữa các đợt thu mẫu. - Nước thải được sục khí 24h sau đó cho qua bình giữ mực và đi qua hệ thống cho nên mẫu ở đợt 1 hàm lượng DO đầu vào và đầu ra gần tương đương nhau ở mức khoảng 6,8 mg/L. - Do trong nước thải có rất nhiều tảo, sau khi để một thời gian tảo phát triển mạnh trong bình giữ mực đã lấy lượng oxy trong nước cho nên hàm lượng DO giảm mạnh trong các đợt 2, đợt 3. - Hàm lượng DO đầu vào trong đợt 3 là 0,22 mg/L. - Hàm lượng DO đầu ra đợt 1 chênh lệch không đáng kể so với đầu vào.. - Hàm lượng DO đợt 2 và đợt 3 tăng lên so với đầu vào tương ứng là do nước thải chạy trong hệ thống đã tiếp xúc với không khí và đã hòa tan 1 lượng oxy vào nước.. - Hàm lượng TDP biến động không cao giữa các mẫu đầu ra từ mg/L.. - Hàm lượng TDP ở các đợt thu mẫu đầu vào cao hơn hàm lượng PO 4 3- đầu vào không cao khoảng 0,5 mg/L, giữa các mẫu đầu ra khoảng 0,15mg/l. - Giống như hàm lượng PO 4 3- hàm lượng TDP cũng có chiều hướng tăng ở các đợt thu mẫu đầu ra (Hình 11). - Hiệu suất xử lý TDP đợt 1 là 98,7. - Các đợt thu mẫu. - Đầu vào Đầu ra. - Hình 10: Biến động DO trong các đợt thu mẫu. - Hình 11: Biến động TDP trong các đợt thu mẫu. - Đợt 1 Đợt 2 Đợt 3 Đợt 4 Các đợt thu mẫu. - Kết quả cho thấy hàm lượng PO 4 3- giữa các đợt thu mẫu không cao từ mg/L. - Hiệu suất xử lý PO 4 3- đợt 1 là 99. - Các đợt thu mẫu đầu ra 3 và 4 hàm lượng PO 4 3- tăng lên do khả năng hấp phụ của vật liệu trở nên yếu. - Nguyên nhân vật liệu trở nên yếu có thể là do vào thời điểm này tảo trong nước thải nhiều, lượng tảo này bao quanh các hạt vật liệu gây cản trở khả năng hấp phụ của các hạt vật liệu.. - Qua hình 12 hàm lượng TP biến động ít giữa các mẫu đầu ra khoảng từ mg/L. - và cao hơn hàm lượng P-PO 4 3. - hàm lượng TDP rất thấp. - Trong nước thải đầu ra hàm lượng PO 4 3- khoảng 1mg/L, TDP khoảng 0,5 mg/L. - Điều này chứng tỏ hàm lượng lân trong nước thải chủ yếu ở dạng PO 4 3- hòa tan. - Hiệu suất xử lý TP đợt 1 là 96,7. - Với 1g đất đỏ bazan hấp phụ được 1,51 mg PO 4 3- tương đương với 0,49 mg P-PO 4 3-. - Trong thí nghiệm xử lý nước thải chế biến thủy sản bằng hệ thống bể xử lý liên tục với lưu tốc 6lít/h đã đạt kết quả hiệu suất xử lý PO 4 3- trong 4 đợt chênh lệch từ . - hiệu suất xử lý TDP chênh lệch từ . - hiệu suất xử lý TP chênh lệch từ . - Nghiên cứu thêm về khả năng hấp phụ lân của các loại đất đỏ bazan ở các địa phương khác.. - Sổ tay xử lý nước thải tập 1, Trung tâm đào tạo ngành nước và môi trường, Nhà Xuất Bản Xây dựng. - Xử lý nước sinh hoạt qui mô nhỏ và vừa, Nhà Xuất Bản Khoa học và Kỹ thuật