Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến quý thầy cô Khoa Môi
Trƣờng, Trƣờng Đại học Tài nguyên & Môi trƣờng Tp.HCM những ngƣời đã dìu dắt
chúng em, tận tình chỉ dạy và truyền đạt những kiến thức quý báu trong suốt quá trình em
học tập tại trƣờng.
Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn đến TS.Thái Phƣơng
Vũ,thầy đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ và truyền đạt những kiến thức cần thiết cho em
trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn đến cô Bùi Phƣơng Linh cùng quý thầy cô công tác tại
phòng thí nghiệm Môi trƣờng của trƣờng Đại học Tài nguyên & Môi trƣờng Tp.HCM đã
tạo điều kiện cho em đƣợc thực hiện các thí nghiệm phân tích các chỉ tiêu trong nƣớc thải.
Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Ngọc Thiệp đã tạo điều kiện để
em có vị trí đặc mô hình và tiến hành thí nghiệm tại xƣởng cấp thoát nƣớc của Trƣờng
Đại học Tài nguyên & Môi trƣờng Tp.HCM.
Em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả bạn bè đã giúp đỡ em trong qúa trình làm đồ án tốt
nghiệp này.
Mặc dù đã có sự cố gắng nỗ lực hoàn thành đồ án tốt nghiệp này nhƣng trong quá
trình làm bài không tránh khỏi những thiếu sót nhất định,kính mong nhận đƣợc sự góp ý,

sửa chữa của quý thầy cô để em hoàn thiện bài báo cáo tốt hơn.
Cuối cùng, em xin kính chúc quý Thầy, Cô dồi dào sức khỏe và thành công trong sự
nghiệp của mình.
Trân trọng cảm ơn!

Tp.HCM, ngày 03 tháng 04 năm 2017
SVTH
Lê Thị Hồng Mơ

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

i


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

TÓM TẮT
Đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp
điện hóa” đƣợc thực hiện để khảo sát thời gian điện hóa phù hợp để đạt đƣợc hiệu suất xử
lý COD cao nhất và tiết kiệm năng lƣợng nhất. Quá trình thực hiện mô hình nghiên cứu
đƣợc thực hiện đến ngày 31/03/2017 tại xƣởng cấp thoát nƣớc và phòng thí nghiệm môi
trƣờng của trƣờng Đại học Tài nguyên & Môi trƣờng Tp.HCM. Nghiên cứu đƣợc thực
hiện dựa trên mô hình phòng thí nghiệm với các thời gian điện hóa, thời gian lắng và
nồng độ khác nhau để tìm ra thời gian điện hóa phù hợp nhất để áp dụng vào quá trình
tiền xử lý nƣớc thải chăn nuôi heo.
Thí nghiệm đƣợc thực hiện theo phƣơng thức: Nƣớc thải chăn nuôi heo sẽ đƣợc
khảo sát theo ba nồng độ ban đầu không pha loãng, nồng độ pha loãng 2 lần và pha loãng
4 lần. Nƣớc thải đầu vào tại các nồng độ sẽ đƣợc tiến hành điện hóa ở các khoảng thời
gian 10, 20,30, 40, 50, 60 phút, sau đó nƣớc thải đƣợc cho qua lắng với thời gian khảo sát
là 30, 45 và 60 phút, sau đó nƣớc thải đƣợc cho qua lọc và lấy mẫu đầu ra để phân tích
COD và đo pH. Kết quả đạt đƣợc của nghiên cứu là tìm ra thời gian điện hóa phù hợp là
40 phút, hiệu suất xử lý COD của mẫu cao nhất là 68,86% ở thời gian lắng là 60 phút.

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

ii


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

MỤ



LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................................ i
TÓM TẮT.............................................................................................................................ii
M C L C .......................................................................................................................... iii
D NH M C H NH ............................................................................................................. v
D NH M C BẢNG ..........................................................................................................vii
D NH M C CHỮ VI T TẮT ........................................................................................ viii
MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1
CHƢƠNG 1 TỒNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI VÀ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC
THẢI ..................................................................................................................................... 3
1.1

TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO ........................................... 3

1.1.1

Nguồn gốc phát sinh nƣớc thải chăn nuôi heo ................................................. 3

1.1.2

Tính chất đặc trƣng của nƣớc thải chăn nuôi heo ............................................ 3

1.1.3

Một số chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng nƣớc thải ................................................. 4

1.1.4

Tác động của chất thải chăn nuôi đến môi trƣờng ........................................... 5

1.2

PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI VÀ NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI HEO .. 7

1.2.1

Các phƣơng pháp xử lý chất thải trong chăn nuôi ........................................... 7

1.2.2

Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải .................................................................... 9

CHƢƠNG 2 GIỚI THIỆU PHƢƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA, CÁCH TI N HÀNH THÍ
NGHIỆM ............................................................................................................................ 21
2.1

TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN HÓA ............................................................................ 21

2.1.1

Khái niệm ....................................................................................................... 21

2.1.2

Nguyên lý hoạt động của điện cực oxy hóa – khử ......................................... 21

2.2

NGHIÊN CỨU ĐIỆN HÓA TRÊN TH GIỚI.................................................... 23

2.3

NGHIÊN CỨU ĐIỆN HÓA TẠI VIỆT NAM ..................................................... 27

2.4

CÁCH THỨC TI N HÀNH THÍ NGHIỆM ........................................................ 29

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

iii


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

2.4.1

Vật liệu, thiết bị .............................................................................................. 30

2.4.2

Thí nghiệm ..................................................................................................... 31

CHƢƠNG 3 K T QUẢ THÍ NGHIỆM ............................................................................. 36
3.1

PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẪU .................................................................. 36

3.2

K T QUẢ ............................................................................................................. 38

3.2.1

Ảnh hƣởng của thời gian điện hóa đến hiệu suất xử lý COD ........................ 38

3.2.2

Ảnh hƣởng của thời gian lắng đến hiệu suất xử lý COD ............................... 41

3.2.3

Ảnh hƣởng của thời gian điện hóa đến pH .................................................... 45

3.3

NGHIÊN CỨU KHÁC ......................................................................................... 47

K T LUẬN - KI N NGHỊ ................................................................................................ 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 49
PH L C ........................................................................................................................... 50

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

iv


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

D NH M C H NH
Hình 1.1 Nuôi heo trên mô hình đệm lót sinh học. .............................................................. 8
Hình 1.2 Đống ủ phân Compost. .......................................................................................... 9
Hình 1.3 Song chắn rác. ....................................................................................................... 9
Hình 1.4 Các quá trình xử lý BOD trong hồ sinh học tùy tiện. .......................................... 15
Hình 1.5 Bể Aerotank ......................................................................................................... 16
Hình 2.1 Mô hình nghiên cứu. ............................................................................................ 24
Hình 2.2 Thiết bị chuyển dòng điện xoay chiều thành một chiều. .................................... 31
Hình 2.3 Mô hình thí nghiệm. ............................................................................................ 32
Hình 3.1: Hiệu suất xử lý COD ứng với thời gian lắng 30 phút. ....................................... 38
Hình 3.2: Hiệu suất xử lý COD ứng với thời gian lắng 45 phút. ....................................... 39
Hình 3.3: Hiệu suất xử lý COD ứng với thời gian lắng 60 phút. ....................................... 40
Hình 3.4 Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý COD ở các thời gian lắng khác nhau tại thời
gian điện hóa 10 phút. ........................................................................................................ 41
Hình 3.5 Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý COD ở các thời gian lắng khác nhau tại thời
gian điện hóa 20 phút. ........................................................................................................ 41
Hình 3.6 Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý COD ở các thời gian lắng khác nhau tại thời
gian điện hóa 30 phút. ........................................................................................................ 42
Hình 3.7 Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý COD ở các thời gian lắng khác nhau tại thời
gian điện hóa 40 phút. ........................................................................................................ 43
Hình 3.8 Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý COD ở các thời gian lắng khác nhau tại thời
gian điện hóa 50 phút. ........................................................................................................ 43
Hình 3.9 Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý COD ở các thời gian lắng khác nhau tại thời
gian điện hóa 60 phút. ........................................................................................................ 44
Hình 3.10 Biểu đồ thể hiện pH của mẫu ở các thời gian điện hóa khác nhau ở thời gian
lắng 30 phút. ....................................................................................................................... 45

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

v


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

Hình 3.11 Biểu đồ thể hiện pH của mẫu ở các thời gian điện hóa khác nhau ở thời gian
lắng 45 phút. ....................................................................................................................... 45
Hình 3.12 Biểu đồ thể hiện pH của mẫu ở các thời gian điện hóa khác nhau ở thời gian
lắng 60 phút. ....................................................................................................................... 46
Hình 1: Lấy mẫu tại hiện tƣờng.......................................................................................... 52
Hình 2: Điện hóa................................................................................................................. 52
Hình 3:Lắng. ....................................................................................................................... 53
Hình 4: Đo pH. ................................................................................................................... 53
Hình 5: Phân tích COD của mẫu. ....................................................................................... 54
Hình 6: Màu nƣớc của mẫu sau khi chuẩn độ(trái) và khi bỏ ferroin(phải)....................... 54
Hình 7: Màu nƣớc của nồng độ nồng độ(C=263,51mg/l)(phải) và sau khi điện hóa
60phút(trái). ........................................................................................................................ 55
Hình 8: Bề mặt điện cực sau điện hóa. ............................................................................... 55

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

vi


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

N

MỤ

ẢN

Bảng 2.1 Nồng độ các chất ô nhiễm có trong nƣớc thải đầu vào và đầu ra bể keo tụ điện
hóa – 2 bể USBF với tổng thời gian lƣu 8h ........................................................................ 28
Bảng 2.2 Cách thức thí nghiệm .......................................................................................... 33
Bảng 1: Nồng độ COD tại thời gian lắng 30 phút(mg/l) .................................................... 50
Bảng 2: Nồng độ COD tại thời gian lắng 45 phút(mg/l) .................................................... 50
Bảng 3: Nồng độ COD tại thời gian lắng 60 phút(mg/l) .................................................... 50
Bảng 4: pH tại thời gian lắng 30 phút ................................................................................ 50
Bảng 5: pH tại thời gian lắng 45 phút ................................................................................ 51
Bảng 6: pH tại thời gian lắng 60 phút ................................................................................ 51

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

vii


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

N

MỤ





AEROTANK: Bể bùn hoạt tính hiếu khí
BOD: Nhu cầu oxy sinh học (Biochemical Oxygen Demand)
COD: Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand)
SBR: Bể phản ứng theo mẻ(SequencingBatch Reactor)
SS: Chất rắn lơ lửng (Suspended Solid)
UASB: Bể xử lý sinh học dòng chảy ngƣợc qua tầng bùn kỵ khí(Upflow anearobic sludge
blanket)
VSV: Vi sinh vật

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

viii


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

MỞ ĐẦU
1. TÍNH ẤP

Ủ ĐỀ TÀI.

Việt Nam là một nƣớc nông nghiệp với khoảng 70% số dân sống ở vùng nông
thôn.Sản xuất nông nghiệp đóng vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế-xã hội nƣớc
ta.Những năm qua, ngành chăn nuôi phát triển khá mạnh về cả số lƣợng lẫn quy mô.Tuy
nhiên, việc chăn nuôi nhỏ lẻ trong nông hộ, thiếu quy hoạch, nhất là các vùng dân cƣ
đông đúc đã gây ra ô nhiễm môi trƣờng ngày càng trầm trọng. Ô nhiễm môi trƣờng do
chăn nuôi gây nên chủ yếu từ các nguồn chất thải rắn, chất thải lỏng, bụi, tiếng ồn, xác
gia súc, gia cầm chết chôn lấp, tiêu hủy không đúng kỹ thuật.
Đối với các cơ sở chăn nuôi, các chất thải gây ô nhiễm môi trƣờng có ảnh hƣởng
trực tiếp tới sức khỏe con ngƣời, làm giảm sức đề kháng vật nuôi, tăng tỷ lệ mắc bệnh,
năng suất bị giảm, tăng các chi phí phòng trị bệnh, hiệu quả kinh tế của chăn nuôi không
cao.Sức đề kháng của gia súc, gia cầm giảm sút sẽ là nguy cơ gây nên bùng phát dịch
bệnh. Vì vậy, WHO [2005] khuyến cáo phải có các giải pháp tăng cƣờng việc làm trong
sạch môi trƣờng chăn nuôi, kiểm soát, xử lý chất thải, giữ vững đƣợc an toàn sinh học,
tăng cƣờng sức khỏe các đàn giống. Các chất thải chăn nuôi gây ô nhiễm môi trƣờng do
vi sinh vật (các mầm bệnh truyền nhiễm) là đặc biệt nguy hiểm, vì nó sẽ làm phát sinh các
loại dịch bệnh nhƣ ỉa chảy, lở mồm long móng, tai xanh…
Do điều kiện tự nhiên, đặc điểm địa hình và vị trí thuận lợi thông thƣơng hàng hóa
với các tỉnh nhƣ Tây Ninh, Long An, Bình Dƣơng nên huyện Củ Chi đƣợc chọn làm
trọng điểm chủ lực về nền nông nghiệp và là huyện tiên phong trong công tác định hƣớng
phát triển nông nghiệp đô thị của thành phố Hồ Chí Minh. Trong đó chăn nuôi chiếm trên
40% tỷ lệ sản xuất trong nông nghiệp của huyện và là một trong các quận, huyện đƣợc
quy hoạch chăn nuôi theo hƣớng tang năng suất. Với thực trạng chăn nuôi heo trong nƣớc
nói chung và huyện Củ Chi nói riêng đa phần tập trung chăn nuôi theo phƣơng thức
truyền thống nhỏ lẻ, hộ gia đình. Phần lớn các hộ chăn nuôi heo tại huyện Củ Chi hoạt
động rời rạc và xen kẽvào trong khu dân cƣ nên vấn đề ô nhiễm môi trƣờng trong chăn
nuôi heo gây ảnh hƣởng rất lớn đến sức khỏe và sinh hoạt của ngƣời dân.
Từ những cƣ sở trên, tôi chọn xử lý nƣớc thải chăn nuôi heo làm đề tài nghiên cứu
với tên đề tài là: “Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa”
Ngoài xử lý bằng các phƣơng pháp nhƣ sử dụng hầm biogas, ủ phân compost, xử lý nƣớc

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

1


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

thải bằng phƣơng pháp oxi hóa, phƣơng pháp sinh học… tôi tiến hành nghiên cứu xử lý
nƣớc thải chăn nuôi heo bằng phƣơng pháp điện hóa.
Việc thực hiện nghiên cứu này nhằm tìm kiếm giải pháp xử lý nƣớc thải mới, hiệu
quả, góp phần cải thiện chất lƣợng môi trƣờng cho ngành chăn nuôi heo huyện Củ Chi nói
riêng và thành phố Hồ Chí Minh nói chung.
2. MỤ ĐÍ

NGHIÊN ỨU

Thực hiện, đánh giá hiệu quả xử lý của phƣơng pháp xử lý nƣớc thải chăn nuôi
heobằng phƣơng pháp điện hóa nhằm tìm kiếm giải pháp xử lý nƣớc thải mới, góp
phần cải thiện chất lƣợng môi trƣờng.
3.
4.

NỘ DUNG NGHIÊN ỨU
Thực hiện các thí nghiệm, chạy mô hình bằng phƣơng pháp điện hóa.
Tiến hành làm các thí nghiệm xác định các thông số nhƣ COD, tổng Nitơ…
So sánh, đánh giá hiệu quả của mô hình.
P ƢƠN PHÁP

ỆN

Thu thập, tổng hợp số liệu, tài liệu; làm thí nghiệm thực tế; tổng hợp đánh giá kết quả đạt
đƣợc.
5. ĐỐ ƢỢN , P ẠM VI GHIÊN ỨU
- Đối tƣợng: nƣớc thải chăn nuôi heo của hộ gia định tại huyện Củ Chi, thành phố
Hồ Chí Minh.
- Phạm vi nghiên cứu: Trong phạm vi nghiêm cứu của đề tài, đề tài tập trung nghiên
cứu hiệu quả xử lý của phƣơng pháp điện hóa trên quy mô phòng thí nghiệm.

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

2


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

ƢƠN
TỒNG QUAN VỀ NƢỚC THẢ
1.1 TỔNG QUAN VỀ NƢỚC THẢ

1

À P ƢƠN
ĂN NUÔ

P ÁP XỬ ÝNƢỚC THẢI
EO

1.1.1 Nguồn gốc phát sinh nước thải chăn nuôi heo
Nƣớc thải chăn nuôi heo

Nƣớc thải tắm rửa heo

Nƣớc tiểu, phân heo

Thức ăn dƣ thừa

1.1.2 Tính chất đặc trưng của nước thải chăn nuôi heo
Thành phần của nƣớc thải rất phong phú bao gồm các chất rắn ở dạng lơ lửng, các chất
hòa tan vô cơ hay hữu cơ, và nhiều nhất là hợp chất chứa nitơ và photpho. Ngoài ra nƣớc
thải chăn nuôi heo còn chứa nhiều vi sinh vật, ký sinh trùng gây bệnh, nấm men, mùi hôi
và vô số mầm bệnh khác.
a. Thành phần hữu cơ
Hàm lƣợng chất hữu cơ trong nƣớc thải chăn nuôi heo chiếm khoảng 70- 80 %, bao gồm:
protein, lipid, hydrocacbon và các dẫn xuất nhƣ cellulose, acid amin.
b. Thành phần vô cơ
Hàm lƣợng các chất vô cơ chiếm từ 20 -30%, bao gồm đất, cát, bụi muối phosphate, muối
nitrat, ion Cl-, SO4 2-, PO4 3-…
Hàm lƣợng N, P trong nƣớc thải tƣơng đối cao do khả năng hấp thụ kém của vật nuôi.
Lƣợng nitơ đƣợc vật nuôi ăn vào 100% có 30% lƣợng nitơ tạo thành sản phẩm cho cơ
thể, 70% bài tiết ra ngoài. Theo thời gian và sự có mặt của oxy mà lƣợng nitơ trong nƣớc
tồn tại ở các dạng khác nhau NH4+, NO2-, NO3-.

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

3


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

Photpho đƣợc sinh ra trong quá trình tiêu thụ thức ăn của vật nuôi, lƣợng P chiếm 0,25 –
1,4 %, và một ít trong nƣớc tiểu, xác chết của vật nuôi. Trong nƣớc thải chăn nuôi P
chiếm tỉ lệ cao, tồn tại ở các dạng nhƣ: orthophotphate (HPO42-, H2PO4, PO43-),
metaphotphate (hay polyphotphate PO43-) và photphate hữu cơ.
c. Thành phần sinh học
Nƣớc thải từ quá trình chăn nuôi chứa nhiều vi trùng và virus gây bệnh.
Ngoài ra trong nƣớc thải còn chứa môt lƣợng lớn trứng giun sáng với các loại điển hình
nhƣ: Fasciotahepatica, Fasciola, Fasico losis buski,

scaris suum, Cesphagostomum sp,

Trichocephalus dentatus có thể phát triển trong giai đoạn lây nhiễm sau 6 – 28 ngày và 5
– 6 tháng. Các loại vi trùng gây bệnh nhƣ: Salmonella, Ecoli có thể xâm nhập vào mạch
nƣớc ngầm. Salmonella có thể thấm sâu xuông lớp đất bề mặt 30 – 40 cm ở những nơi
thƣờng xuyên tiếp nhận nƣớc thải.
Trứng giun sáng vi trùng có thể lan truyền đi rất xa và nhanh khi bị nhiễm vào nƣớc mặt
tạo thành dịch bệnh cho ngƣời và vật nuôi.
1.1.3 Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải
a. pH
pH biếu thị nồng độ của ion H+ có trong dung dịch, giá trị pH cho biết môi trƣờng của
dung dịch và là giá trị quan trọng xác định chất lƣợng môi trƣờng nƣớc.
pH cao hay thấp đều ảnh hƣởng đến sinh lý của thủy sinh vật, làm thay đổi độ thẩm thấu
của màng tế bào, làm rối loạn quá trình trao đổi muối và nƣớc giữa cơ thể thủy sinh vật
với môi trƣờng ngoài.

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

4


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

b. Tổng chất rắn lơ lửng
Tổng chất rắn lơ lửng(TSS) là những hạt nhỏ, vô cơ hoặc hữu cơ có trog nƣớc thải.
Chất rắn lơ lửng ảnh hƣởng đến sựu truyền ánh sang cung cấp cho quá trình quang
hợp của thực vật dƣới nƣớc, cản trở hòa tan oxy vào nƣớc gây thiếu oxy cho hô hấp
của các sinh vật sống duới nƣớc, làm chậm quá trình tự làm sạch của môi trƣờng. Tùy
vào kích thƣớc hạt và trọng lƣợng riêng của chúng, tốc độ dòng chảy và các tác nhân
hóa học mà các chất lơ lửng có thể lắng xuống đáy, nổi lên mặt nƣớc hoặc ở trạng thái
lơ lửng.
c. Nhu cầu oxi hóa học(COD)
Nhu cầu oxi hóa học(COD) là lƣợng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hữu cơ
trong nƣớc thành CO2 và H2O dƣới tác dụng của các chất oxy hóa mạnh.
Chỉ tiêu COD dung để xác định hàm lƣợng chất hữu cơ có trong nƣớc thải. Hàm lƣợng
COD cao chứng tỏ nƣớc bị ô nhiễm chất hữu cơ.
d. Nhu cầu oxy sinh hóa(BOD)
Nhu cầu oxy sinh hóa(BOD) là lƣợng oxy cần thiết để các vi sinh vật oxy hóa chất
hữu cơ tạo thành CO2, H2O, tế bào vi sinh vật mới và một số sản phẩm trung gian
khác.BOD có ý nghĩa biểu thị lƣợng các chất thải hữu cơ trong nƣớc có thể bị phân
huỷ bằng các vi sinh vật.
1.1.4 Tác động của chất thải chăn nuôi đến môi trường
a. Ảnh hƣởng môi trƣờng không khí
Chất khí sinh ra do hô hấp của heo, sự phân hủy của các chất hữu cơ trong phân,
nƣớc thiểu, thức ăn dƣ thừa,… các khí này tạo mùi khó chịu, ảnh hƣởng đến sức khỏe
nguời dân. Mùi hôi do sự phóng thích khí NH3. Một phần nhỏ ammonia trong không
khí sẽ chuyển thành NO2 là chất làm mỏng tầng ozon nhiều hơn CO2 320 lần.Ngoài
ra, quá trình phân hủy yếm khí sinh ra khí CH4 có tác dụng giữ lại năng lƣợng mặt
trời gây ra hiệu ứng nhà kính.

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

5


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

 Hầu hết khí thải trong chăn nuôi heo có thể gây độc cho gia sức và con ngƣời. Ở
những khu vực chăn nuôi có hệ thống chuồng trại kín hayđộ thông thoáng kém
thƣờng dễ tạo ra khí độc ảnh hƣởng trực tiếp, gây bệnh cho ngƣời chăn nuôi và
những ngƣời dân khu vực xung quanh.
b. Ảnh hƣởng môi trƣờng đất
Nƣớc thải trong hoạt động chăn nuôi heo không đƣợc thu gom, lƣu trữ, xử lý đúng kỹ
thuật có thể thấm vào đất, khuếch tán các chất ô nhiễm ảnh hƣởng đến môi trƣờng đất.
Một lƣợng lớn Nitơ và Phốt pho có trong chất thải chăn nuôi sẽ là nguồn phân bón
giàu dinh dƣỡng, góp phần nâng cao độ phì nhiêu của đất nhƣng nếu bón phân không hợp
lý hoặc phân tƣơi, cây trồng không hấp thu hết, chúng sẽ tích tụ gây bão hòa chất dinh
dƣỡng làm mất cân bằng sinh thái đất, thoái hóa đất.
c. Ảnh hƣởng môi trƣờng nƣớc
Nƣớc thải trong hoạt động chănnuôi heo nếu không đƣợc xử lý trƣớc khi thải ra
môi trƣờng sẽ chảy vào ao, hồ, sông, kênh, rạch… gây ô nhiễm môi trƣờng nƣớc mặt.Khi
nƣớc thải chăn nuôi heo thâm nhập vào vào các nguồn nƣớc khác, làm thay đổi thành
phần và tính chất của nƣớc, gây bất lợi cho việc sử dụng nguồn nƣớc trong các mục đích
sinh hoạt và sản xuất của con ngƣời.Các thay đổi đó đƣợc thể hiện nhƣ làm thay đổi độ
pH của nƣớc, làm tang các chất hữu cơ, chất dinh dƣỡng gây hiện tƣợng phú dƣỡng hóa
nƣớc, giảm lƣợng oxy hòa tan trong nƣớc. Sựu phú dƣỡng hóa gắn liền với sự phát triển
của sinh vật mang tên Pfiesteria piscicidacó khả năng giết chết cá hang loạt và gây bệnh
cho ngƣời.

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

6


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

1.2 P ƢƠN

P ÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI VÀ NƢỚC THẢ

ĂN NUÔ

EO

1.2.1 Các phương pháp xử lý chất thải trong chăn nuôi
a. Xử lý chất thải chăn nuôi bằng hầm Biogas( Hệ thống khí sinh học)
Công nghệ biogas dựa nguyên lí hoạt động của vi sinh vật kỵ khí. Trong điều kiện
không có oxi các vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ biến thành năng lƣợng hoạt động và
khí mê tan. Hỗn hợp khí CH4 (Metan) , hidrosunfur (H¬2S), NOx, CO2….tạo thành
khí biogas.
Hiệu suất xử lý BOD đạt khoảng 60%, do đó cần xử lý giai đoạn hai để đạt tiêu
chuẩn về môi trƣờng.
Việc sử dụng hầm Biogas đang đƣợc ngƣời chăn nuôi quan tâm vì vừa bảo vệ đƣợc
môi trƣờng vừa có thể thay thế chất đốt hoặc có thể đƣợc sử dụng cho chạy máy phát
điện, tạo ra điện sinh hoạt gia đình và điện phục vụ trang trại.
Công trình khí sinh học góp phần giảm phát thải theo 3 cách sau: Thứ nhất: Giảm
phát thải khí methane từ phân chuồng; Thứ hai: Giảm phát thải khí nhà nhà kính do giảm
sử dụng chất đốt truyền thống; Thứ ba: Giảmphát thải khí nhà kính do sử dụngphân từ
phụ phẩm khí sinh học thay thế phân bón hóa học. Nhƣ vậy nhờ có công trình khí sinh
học màlƣợng lớn chất thải chăn nuôi trong nông hộ sẽ đƣợc xử lý tạo ra chất đốt và chính
điều đó sẽ góp phần giảm phát thải khí nhà kính rất hiệu quả.
b.

hăn nuôi trên đệm lót sinh học

Chăn nuôi trên đệm lót sinh học là sử dụng các phế thải từ chế biến lâm sản (Phôi
bào, mùn cƣa…) hoặc phế phụ phẩm trồng trọt (Thân cây ngô, đậu, rơm, rạ, trấu, vỏ cà
phê… ) cắt nhỏ để làm đệm lótcó bổ sung chế phẩm sinh học.Sử dụng chế phẩm sinh học
trên đệm lót là sử dụng “bộ vi sinh vật hữu hiệu” đã đƣợc nghiên cứu và tuyển chọn chọn
thuộc các chi Bacillus, Lactobacillus, Streptomyces, Saccharomyces, spergillus…với
mong muốn là tạo ra lƣợng vi sinh vật hữu ích đủ lớn trong đệm lót chuồng nhằm tạo vi
sinh vật có lợi đƣờng ruột, tạo các vi sinh vật sinh ra chất ức chế nhằm ức chế và tiêu diệt
vi sinh vật có hại, để các vi sinh vật phân giải chất hữu cơ từ phân gia súc gia cầm, nƣớc
giải giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng. Thực chất của quá trình này cũng làxử lý chất thải
chăn nuôi bảo vệ môi trƣờng bằng men sinh học.

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

7


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

ình 1.1 Nuôi heo trên mô hình đệm lót sinh học.
Ƣu điểm của Công nghệchăn nuôi trên đệm lót sinh học là không gây ô nhiễm môi
trƣờng, giảm chi phí, giảm bệnh tật, lợn tăng trƣởng nhanh, chất lƣợng thịt đƣợc ngƣời ƣa
chuộng, giá bán cao hơn, vì vậy mà hiệu quả hơn, phù hợp với quy mô chăn nuôi gà, lơn
nông hộ.
Tuy nhiên điều đáng lƣu ý là đệm lót sinh học kỵ nƣớc, sinh nhiệt nên địa hình cao ráo và
việc làm mát, tản nhiệt khi thời tiết nóng cần phải đƣợc quan tâm.
c. Xử lý chất thải bằng ủ phân hữu cơ ( ompost)
Xử lý chất thải bằng hữu cơ (Compost) là sử dụng chủ yếu bã phế thải thực vật, phân của
động vật mà thông qua hoạt động trực tiếp hay gián tiếp của vi sinh vật phân hủy và làm
tăng cao chất lƣợng của sản phẩm, tạo nên phân bón hữu cơ giàu chất dinh dƣỡng cung
cấp cho cây trồng. Ngƣời ta chọn chỗ đất không ngập nƣớc, trải một lớp rác hoặc bã phế
thải trồng trọt dầy khoảng 20cm, sau đó lót một lớp phân gia súc hoặc gia cầm khoảng 2050% so với rác (Có thể tƣới nếu phân lỏng, mùn hoai), tƣới nƣớc để có độ ẩm đạt 45-50%
rồi lại lại trải tiếp một lớp rác, bã phế thải trồng trọt lên trên… đến khi đống ủ đủ chiều
cao. Dùng tấm ni lông, bạt… đủ lớn để che kín đống phân ủ. Cứ khoảng một tuần đảo đều
đống phân ủ và bổ sung nƣớc cho đủ độ ẩm khoảng 45-50%, che nilon, bạt kín lại nhƣ cũ.
Ủ phân bằng phƣơng pháp này hoàn toàn nhờ sự lên men tự nhiên.

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

8


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

ình 1. Đống ủ phân ompost.
Nhờ qua trình lên men và nhiệt độ tự sinh của đống phân ủ sẽ tiêu diệt đƣợc phần lớn
các mầm bệnh nguy hiểm, thậm chí ủ phân có thể phân hủy đƣợc cả xác động vật chết
khi lƣợng phế thải thực vật đủ lớn. Trong phân ủ có chứa chất mùn làm đất tơi xốp, tăng
dung lƣợng hấp thụ khoáng của cây trồng, đồng thời có tác dụng tốt đến hệ vi sinh vật có
ích trong đất. Phân ủ còn có tác dụng tốt đối với tính chất lý hoá học và sinh học của đất,
không gây ảnh hƣởng xấu đến ngƣời, động vật và giải quyết đƣợc vấn đề ô nhiễm môi
trƣờng sinh thái.
1.2.2 Các phương pháp xử lý nước thải
a. Phƣơng pháp hóa lý
Song chắn rác
Song chắn rác là công trình xử lý sơ bộ để chuẩn bị cho các công việc xử lý tiếp
theo đó. Song chắn rác để chắn giữ rác bẩn thô có kích thƣớc lớn (giấy, rau, cỏ, nhành
cây…). Song chắn rác thƣờng đƣợc đặt trƣớc để bảo vệ các bơm không bị nghẹt hay ảnh
hƣởng đến các quá trình xử lý sau.

Hình 1.3 Song chắn rác.

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

9


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

Bể điều hoà
Thƣờng đƣợc đặt sau bể lắng cát và trƣớc bể lắng đợt I. Khi lƣu lƣợng và hàm
lƣợng chất bẩn thay đổi nhiều theo giờ, bể điều hoà cần thiết xây dựng để điều hoà nồng
độ và lƣu lƣợng nƣớc thải. Bể điều hoà đƣợc tiến hành sục khí hay khuấy trộn cơ khí để
ngăn cản quá trình lắng của hạt rắn, các chất có khả năng tự phân huỷ và xáo trộn đều
khối tích nƣớc.
Bể lắng
Nƣớc thải trƣớc khi đi vào xử lý sinh học, cần loại bỏ các cặn bẩn không tan ra
khỏi dòng bằng bể lắng (bể lắng đợt I), sau khi qua xử lý sinh học nƣớc thải đƣợc lắng lại
ở bể lắng II tại đây bùn sinh học đƣợc giữ lại và đƣợc tuần hoàn về bể xử lý sinh học.
Bể lắng có cấu tạo mặt bằng là hình chữ nhật hay hình tròn, đƣợc thiết kế để loại
bỏ bằng trọng lực các hạt cặn có trong nƣớc thải theo dòng liên tục ra vào bể.
Bể keo tụ, tạo bông
Quá trình keo tụ tạo bông đƣợc ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và các hạt
keo có kích thƣớc rất nhỏ (10-7-10-8cm).Các chất này tồn tại ở dạng phân tán và không thể
loại bỏ bằng quá trình lắng vì tốn rất nhiều thời gian. Để tăng hiệu quả lắng, giảm bớt thời
gian lắng của chúng thì thêm vào nƣớc thải một số hóa chất nhƣ phèn nhôm, phèn sắt,
polymer, … Các chất này có tác dụng kết dính các chất khuếch tán trong dung dịch thành
các hạt có kích cỡ và tỷ trọng lớn hơn nên sẽ lắng nhanh hơn.
Các chất keo tụ dùng là phèn nhôm:

l2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)3Cl,

KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O; phèn sắt: Fe2(SO4)3.2H2O, FeSO4.7H2O, FeCl3
hay chất keo tụ không phân ly, dạng cao phân tử có nguồn gốc thiên nhiên hay tổng
hợp.Phƣơng pháp keo tụ có thể làm trong nƣớc và khử màu nƣớc thải vì sau khi tạo bông
cặn, các bông cặn lớn lắng xuống thì những bông cặn này có thể kéo theo các chất phân
tán không tan gây ra màu.

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

10


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

Liều lƣợng keo tụ tối ƣu sử dụng trong thực tế đƣợc xác định bằng thí nghiệm
Jartest.
b. Phƣơng pháp hóa học
Trung hòa


Nƣớc chứa các axit hoặc kiềm cần đƣợc trung hòa đƣa về pH trung tính (6,5 – 8,5)

trƣớc khi sử dụng cho các công trình kế tiếp. Trung hòa nƣớc có thể thực hiện bằng nhiều
cách:
 Bổ sung các tác nhân hóa học
 Lọc nƣớc axit qua vật liệu có tác dụng trung hòa.
 Hấp thụ khí axit bằng nƣớc kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng mƣa axit.


Việc lựa chọn phƣơng pháp trung hòa là tùy thuộc vào thể tích và nồng độ của

nƣớc và chi phí hóa chất sử dụng.
Khử trùng
Sau khi xử lý sinh học, phần lớn các vi sinh vật trong nƣớc thải bị tiêu diệt. Khi xử
lý sinh học trong công trình nhân tạo (Aeropin hay Aeroten) số lƣợng vi khuẩn giảm
xuống còn khoảng 5%, trong hồ sinh học hoặc cánh đồng lọc còn lại khoảng 1 ÷ 2%,
nhƣng để tiệt tiêu hoàn toàn vi khuẩn gây bệnh thì nƣớc thải cần phải đƣợc khử trùng
trƣớc khi thải ra nguồn tiếp nhận.
Dùng các hóa chất có tính độc đối với vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh, giun,
sán,…để làm sạch nƣớc, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh để đổ vào nguồn tiếp nhận hoặc tái
sử dụng. Khử khuẩn hay sát khuẩn có thể dùng hóa chất hoặc các tác nhân vật lý, nhƣ
ozon, tia tử ngoại,…
Hóa chất sử dụng để khử khuẩn phải đảm bảo có tính độc đối với vi sinh vật trong
một thời gian nhất định, sau đó phải đƣợc phân hủy hoặc đƣợc bay hơi, không còn dƣ
lƣợng gây độc cho ngƣời sử dụng hoặc các mục đích sử dụng khác.
SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

11


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

Tốc độ khử trùng càng nhanh khi nồng độ của chất khử trùng và nhiệt độ nƣớc
tăng, đồng thời phụ thuộc vào dạng không phân ly của chất khử trùng. Tốc độ khử trùng
chậm đi rất nhiều khi trong nƣớc có các chất hữu cơ, cặn lơ lửng và các chất khử khác.
Trong quá trình xử lý nƣớc thải công đoạn khử khuẩn thƣờng đƣợc sử dụng ở cuối
quá trình, trƣớc khi làm sạch nƣớc triệt để và chuẩn bị đổ vào nguồn.
Các chất sử dụng để khử khuẩn thƣờng là: Khí hoặc nƣớc clo, nƣớc javel, vôi clorua, các
hipoclorit.
Phƣơng pháp chlor hóa: Clo là một chất oxy hóa mạnh, ở bất cứ dạng nào, nguyên
chất hay hợp chất, khi tác dụng với nƣớc đều tạo thành phân tử axit hypoclorit HOCl có
tác dụng khử trùng rất mạnh. Quá trình diệt vi sinh vật xảy ra qua hai giai đoạn:
- Đầu tiên chất khử trùng khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh
- Sau đó phản ứng với men bên trong tế bào và phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn
đến sự diệt vong của tế bào.
Clo cho vào nƣớc thải dƣới dạng hơi hoặc Clorua vôi. Lƣợng Clo hoạt tính cần
thiết cho một đơn vị thể tích nƣớc thải là: 10 g/m3 đối với nƣớc thải sau xử lý cơ học, 5
g/m3 đối với nƣớc thải sau xử lý sinh học hoàn toàn. Clo phải đƣợc trộn đều với nƣớc để
đảm bảo hiệu quả khử trùng. Thời gian tiếp xúc giữa hóa chất và nƣớc thải tối thiểu là 30
phút trƣớc khi nƣớc thải thải ra nguồn tiếp nhận.
Phản ứng đặc trƣng là sự thủy phân của clo tạo ra axit hypoclorit và axit hyđrocloric:
Cl2 + H2O  HOCl + HCl

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

12


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

Hoặc ở dạng phƣơng trình phân ly:
Cl2 + H2O 

2H+ + OCl- + Cl-

c. Phƣơng pháp sinh học
 Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên
Phƣơng pháp xử lý sinh học nƣớc thải dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để
phân huỷ các chất hữu cơ nhiễm bẩn. Do vậy, điều kiện đầu tiên và vô cùng quan trọng là
nƣớc thải phải là môi trƣờng sống của quần thể vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ có
trong nƣớc thải. Muốn đảm bảo điều kiện này nƣớc thải phải:
 Không có chất độc làm chết hoặc ức chế toàn hệ vi sinh vật trong nƣớc thải. Cần
chú ý đến hàm lƣợng các kim loại nặng (thứ tự độc hại giảm dần: Sb > Ag > Cu >
Hg > Co  Ni > Pb > Cr3+> V  Cd > Zn > Fe ), muối của các kim loại này ảnh
hƣởng nhiều tới đời sống vi sinh vật, nếu vƣợt ngƣỡng cho phép các vi sinh vật
không thể sinh trƣởng đƣợc và có thể bị chết.
 Chất hữu cơ trong nƣớc thải phải là cơ chất dinh dƣỡng nguồn cacbon và năng
lƣợng (hidratcacbon, protein, lipit hoà tan…) cho vi sinh vật.
 Nƣớc thải đƣa vào xử lý sinh học có hai thông số đặc trƣng là BOD và COD. Tỷ
số của hai thông số này là COD/BOD  2 mới có thể đƣa vào xử lý sinh học. Nếu
COD lớn hơn nhiều lần, trong đó gồm có xenlulozo, hemixenlulozo, protein, tinh
bột chƣa hoà tan thì phải qua xử lý sinh học kỵ khí.
Các công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên nhƣ ao hồ sinh học, cánh đồng lọc, cánh
đồng tƣới…
Hồ sinh học
Hệ thống hồ sinh học ổn định nƣớc thải (thƣờng gọi là hồ sinh học) là các hồ lớn,
không sâu, thƣờng là hình chữ nhật do ngƣời đào, để cho dòng nƣớc thải vào và ra. Các
hồ này đƣợc sử dụng rộng rãi ở châu Âu và Nam Mỹ, là loại công trình xử lý nƣớc thải

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

13


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

phù hợp với các nƣớc đang phát triển ở vùng khí hậu nóng. Các yếu tố tự nhiên nhƣ nhiệt
độ cao và giàu ánh sáng mặt trời đã thúc đẩy sự phát triển nhanh của các loại vi sinh vật
(chủ yếu là vi khuẩn và vi tảo) để xử lý các chất hữu cơ trong nƣớc thải, đặc trƣng bằng
BOD, theo cả hai cách hiếu khí và kỵ khí. Các quá trình diễn ra trong hồ sinh học là một
chu trình tự nhiên, liên tục và là hiện tƣợng sống.
Quá trình xử lý nƣớc thải thƣờng đƣợc diễn ra trong hai hoặc nhiều hồ. Sự sắp xếp thay
thế về kích thƣớc và độ sâu hồ có thể thúc đẩy quá trình hiếu khí ở hồ này hoặc kỵ khí ở
hồ kia. Trong quá trình xử lý kế tiếp, từng hồ có chức năng riêng và chúng đƣợc thiết kế
phù hợp với mục đích hoặc phần tử ô nhiễm cần đƣợc tách ra khỏi nƣớc thải. Dòng nƣớc
thải ra khỏi hồ sẽ giàu dinh dƣỡng do nồng độ tảo lớn nhƣng số lƣợng các vi sinh vật gây
bệnh và các sinh vật nguồn gốc từ chất thải sinh hoạt khác giảm đáng kể.
Hồ kỵ khí
Ao hồ kị khí là loại ao sâu ít có hoặc không có điều kiện hiếu khí. Các vi sinh vật kị
khí hoạt động không cần oxy của không khí. Chúng sử dụng oxy ở các hợp chất chứa
nitrat, sulfat… để oxy hoá các chất hữu cơ thành các axit hữu cơ, các loại rƣợu và khí
CH4, H2S, CO2… và nƣớc. Ao hồ kị khí thƣờng dùng để lắng và phân huỷ các cặn lắng ở
vùng đáy. Loại ao này có thể tiếp nhận nƣớc thải (kể các nƣớc thải công nghiệp) có độ
nhiễm bẩn lớn, BOD cao và không cần vai trò quang hợp của tảo. Nƣớc thải lƣu ở hồ kị
khí thƣờng sinh ra mùi hôi khó chịu vì thế không nên bố trí các loại ao này gần các khu
dân cƣ và xí nghiệp.
Hồ tùy tiện
Loại ao hồ này rất phổ biến trong thực tế. Đó là loại kết hợp có hai quá trình song
song: Phân hủy hiếu khí và phân hủy kị khí. Hồ tuỳ nghi xét theo chiều sâu có 3 vùng:
Vùng trên là vùng hiếu khí, vùng giữa là vùng kị khí tuỳ tiện, vùng phía đáy sâu là vùng
kị khí. Nguồn oxy cần thiết cho quá trình oxy hoá các chất hữu cơ nhiễm bẩn nhờ khuếch
tán qua mặt nƣớc do gió và nhờ tảo quang hợp dƣới tác dụng của ánh sáng mặt trời.

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

14


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

Hình 1.4 Các quá trình xử lý BOD trong hồ sinh học tùy tiện.
Hồ sinh học xử lý triệt để
Hồ sinh học xử lý triệt để thƣờng sâu từ 1-1,5 m. Hồ tiếp nhận nƣớc thải từ hồ sinh
học tùy tiện. Chức năng đầu tiên của hồ là diệt các loại vi khuẩn gây bệnh. Mặc dù xử lý
BOD ở mức thấp nhƣng hồ có thể tách đƣợc một lƣợng đáng kể các chất dinh dƣỡng ra
khỏi nƣớc. Hiện tƣợng phân tầng sinh học và phân tầng hóa lý ở hồ sinh học xử lý triệt để
thƣờng ở mức thấp và ôxy luôn đƣợc khuếch tán vào nƣớc suốt ngày đêm. Quần thể tảo
trong hồ sinh học xử lý triệt để phong phú hơn nhiều so với hồ sinh học tùy tiện, trong đó
các loại tảo phù du chiếm đa số.
Cơ chế chính của quá trình khử khuẩn feacal coliform trong hồ sinh học tùy tiện và
hồ sinh học xử lý triệt để nhƣ sau:
Thời gian và nhiệt độ;
pH cao (> 9) cùng với ánh sáng mặt trời;
Cƣờng độ bức xạ ánh sáng lớn kết hợp với nồng độ ôxy hòa tan cao.
Giá trị pH cao (khoảng 9) trong nƣớc hồ do quá trình quang hợp của tảo diễn ra
mạnh, đó là sự tiêu thụ CO2 nhanh hơn so với sự hình thành từ quá trình hô hấp của vi

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

15


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

khuẩn. Kết quả là các ion carbonat và bicarrbonat đƣợc phân ly theo các phản ứng sau
đây:
2 HCO3- → CO32- + H2O + CO2

(3.1)

CO32- + H2O → 2 OH - + CO2

(3.2)

Sự cố định CO2 của tảo và tích lũy ion hydrôxyl trong nƣớc thƣờng làm cho giá
trị pH tăng lên đến 9. Trong hồ sinh học ổn định nƣớc thải, vi khuẩn faecal (với trƣờng
hợp cá biệt là vi khuẩn tả Vibrio cholerae) chết rất nhanh khi pH lớn hơn 9 [Pearson và
cộng sự, 1987].
 Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo
Xử lý sinh học hiếu khí (Bể Aerotank)
Bể Aerotank là công trình làm bằng bêtông, bê tông cốt thép… với mặt bằng thông
dụng nhất là hình chữ nhật. Hỗn hợp bùn và nƣớc thải đƣợc cho chảy qua suốt chiều dài
bể. Nƣớc thải sau khi qua bể lắng đợt 1 có chứa chất hữu cơ hòa tan và các chất lơ lửng đi
vào bể phản ứng hiếu khí (aerotank). Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các
hạt nhân để cho vi khuẩn cƣ trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là
bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính là các bông cặn có màu nâu sậm chứa các chất hữu cơ hấp
thụ từ nƣớc thải và là nơi cƣ trú để phát triển của vô số vi khuẩn và vi sinh vật sống khác.
Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dƣỡng (N, P) làm
thức ăn để chuyển hóa thành các chất trơ không hòa tan và thành các tế bào mới.

Hình 1.5 Bể Aerotank
SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

16


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp điện hóa

Xử lý sinh học hiếu khí (Bể sinh học theo mẻ SBR)
SequencingBatch Reactor (Lò phản ứng theo chuỗi) là hệ thống bùn hoạt tính kiểu
làm đầy-và-rút, một hệ thống phản ứng kiểu khuấy trộn hoàn toàn bao gồm tất cả các
bƣớc của quá trình bùn hoạt tính xảy ra trong một bể đơn nhất, hoạt động theo chu trình
mỗi ngày. SBR không cần sử dụng bể lắng thứ cấp và quá trình tuần hoàn bùn, thay vào
đó là quá trình xã cặn trong bể.
Các quá trình hoạt động chính của bể sinh học từng mẻ gồm:
- Quá trình sinh học hiếu khí dùng để khử BOD: bởi sự tăng sinh khối của quần thể
vi sinh vật hiếu khí đƣợc tăng cƣờng bởi khuấy trộn và cung cấp oxy, tạo điều kiện phản
ứng ở giai đoạn (b).
- Quá trình sinh học hiếu khí, kị khí dùng để khử BOD, kết hợp khử nitơ photpho:
bởi sự tăng quần thể visinh vật hiếu khí, kị khí. Tăng cƣờng khuấy trộn cho quát trình kị
khí, khuấy trộn và cung cấp oxy cho quá trình hiếu khí, khuấy trộn cho quá trình hiếu khí,
tạo điều kiện cho giai đoạn (b). Giai đoạn (b) đƣợc thể hiện rỏ trong sơ đồ 2.5

SVTH: Lê Thị Hồng Mơ
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

17


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×