Đánh giá hiệu quả công đoạn xử lý sơ cấp nƣớc thải lò giết mổ bằng công nghệ keo tụ điện hóa hoạt động theo mẻ

Nghiên cứu "Đánh giá hiệu quả công đoạn xử lý sơ cấp nước thải lò giết mổ bằng công nghệ keo tụ điện hóa hoạt động theo mẻ" nhằm giảm tải ô nhiễm của nước thải lò giết mổ ở công đoạn xử lý sơ cấp trước khi đi vào công đoạn xử lý sinh học bằng công nghệ bể keo tụ điện hóa. Mô hình bể keo tụ điện hóa hoạt động theo mẻ thiết kế quy mô phòng thí nghiệm với kích thước: dài × rộng × cao (0,15 × 0,15 × 0,55cm), được làm bằng kính, điện cực bằng sắt và nhôm. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đánh giá hiệu quả công đoạn xử lý sơ cấp nƣớc thải lò giết mổ bằng công nghệ keo tụ điện hóa hoạt động theo mẻ 620 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CÔNG ĐOẠN XỬ LÝ SƠ CẤP NƢỚC THẢI LÒ GIẾT MỔ BẰNG CÔNG NGHỆ KEO TỤ ĐIỆN HÓA HOẠT ĐỘNG THEO MẺ Phan Thanh Thuận*, Huỳnh Long Toản, Nguyễn Võ Châu Ngân Trường Đại học Cần Thơ Tóm tắt Nghiên cứu nhằm giảm tải ô nhiễm của nƣớc thải lò giết mổ ở công đoạn xử lý sơ cấp trƣớc khi đi vào công đoạn xử lý sinh học bằng công nghệ bể keo tụ điện hóa. Mô hình bể keo tụ điện hóa hoạt động theo mẻ thiết kế quy mô phòng thí nghiệm với kích thƣớc: dài × rộng × cao (0,15 × 0,15 × 0,55cm), đƣợc làm bằng kính, điện cực bằng sắt và nhôm. Nghiên cứu đƣợc tiến hành thực nghiệm trên mô hình bể keo tụ điện hóa thông qua 3 thí nghiệm và đã ghi nhận các thông số vận hành tối ƣu: (i) Thí nghiệm 1 - Xác định kim loại làm bản điện cực với nhôm làm cực dƣơng, sắt làm cực âm; (ii) Thí nghiệm 2 - Xác định giá trị hiệu điện thế và cƣờng độ dòng điện cho bể keo tụ điện hóa là 24 V-5A; (iii) Thí nghiệm 3 - Xác định thời gian lƣu tốt nhất cho bể keo tụ điện hóa là 60 phút. Khi vận hành bể keo tụ điện hóa hoạt động theo mẻ với các thông số kỹ thuật nêu trên, hiệu suất xử lý nƣớc thải lò mổ đạt đƣợc với độ đục 74,6%, SS 55,8%, COD 30,1%, BOD5 78,2%, TKN 67,3%, TP 58,4% và Fetổng 9,1%. Kết quả cho thấy có thể sử dụng bể keo tụ điện hóa vận hành theo mẻ để xử lý sơ bộ nƣớc thải lò giết mổ, giảm tải nạp cho công đoạn xử lý sinh học phía sau. Từ khóa: Bể keo tụ điện hóa; hoạt động theo mẻ; nước thải lò giết mổ; xử lý nước thải. 1. Đặt vấn đề Nền kinh tế của nƣớc ta đang trên con đƣờng hội nhập và phát triển, mức sống của ngƣời dân ngày càng cao, các yêu cầu về cuộc sống cũng ngày càng tăng lên, trong đó có vấn đề ăn uống. Để đáp ứng nhu cầu ăn uống, các lò giết mổ phải đƣợc hoạt động liên tục nhằm đảm bảo cung cấp đầy đủ sản phẩm thịt cho nhu cầu tiêu thụ của ngƣời dân. Tuy nhiên, hoạt động của các lò giết mổ sẽ phát sinh một lƣợng lớn chất thải rắn và nƣớc thải ở hầu hết các công đoạn từ giết mổ, cạo lông, xẻ thịt, làm ruột, rửa sàn, rửa thiết bị… Nƣớc thải từ lò giết mổ chứa các thành phần nhƣ chất rắn lơ lửng (SS), nhu cầu oxy sinh học (BOD5), nhu cầu oxy hóa học (COD), dầu mỡ, nitơ, phốtpho, vi trùng… nếu thải ra bên ngoài nhƣng chƣa đƣợc xử lý phù hợp sẽ gây ô nhiễm môi trƣờng đất, nƣớc, không khí và ảnh hƣởng đến sức khỏe, cuộc sống của ngƣời dân xung quanh. Vì vậy, việc nghiên cứu để tìm ra biện pháp xử lý hiệu quả loại nƣớc thải này là rất cần thiết. Hiện nay, công nghệ xử lý sinh học thƣờng đƣợc áp dụng để xử lý nƣớc thải lò giết mổ. Tuy nhiên, do hàm lƣợng hữu cơ cao, việc vận hành bể xử lý sinh học sẽ gây khó khăn, tốn kém (Lâm Minh Triết và Lê Hoàng Việt, 2009). Để giảm tải cho công đoạn xử lý sinh học, nƣớc thải cần qua công đoạn xử lý sơ cấp và bể keo tụ điện hóa là một lựa chọn khả quan. Bể keo tụ điện hóa là công nghệ tích hợp ƣu điểm của 3 phƣơng pháp: tuyển nổi điện phân, keo tụ - tạo bông và điện phân hóa học (Hold, Barton và Mitchell, 2004). Công nghệ keo tụ điện hóa sử dụng dòng điện một chiều và các bản kim loại (bằng nhôm hoặc sắt) làm cực tan nên không tốn kém chi phí hóa chất cho việc vận hành bể, không tạo ra dƣ lƣợng hóa chất và không tốn hóa chất để trung * Ngày nhận bài: 25/02/2022; Ngày phản biện: 03/4/2022; Ngày chấp nhận đăng: 10/4/2022 * Tác giả liên hệ: Email: ptthuan@ctu.edu.vn 621 hòa nƣớc thải (Hold, Barton và Mitchell, 2004). Tại Việt Nam, phƣơng pháp keo tụ điện hóa đã đƣợc nghiên cứu thử nghiệm trong xử lý một số loại nƣớc thải. Trong một nghiên cứu xử lý nƣớc thải mực in, kỹ thuật keo tụ điện hóa kết hợp siêu âm đã đƣợc nhóm nghiên cứu của Phạm Hƣơng Quỳnh (2019) ứng dụng thử nghiệm. Kết quả nghiên cứu cho thấy phƣơng pháp keo tụ điện hóa kết hợp siêu âm có khả năng xử lý hiệu quả mực in có nồng độ khác nhau lên đến 92% nhu cầu oxy hóa học (COD) và loại bỏ độ màu đến 98% trong một khoảng thời gian ngắn không yêu cầu sử dụng thêm các chất hóa học. Điều kiện tối ƣu cho phƣơng pháp gồm mật độ dòng điện chạy trong điện cực là 0,97 A/dm2, pH ban đầu của nƣớc thải là 7,0, thời gian phản ứng là 25 phút và khoảng cách giữa các điện cực là 3cm. Một nghiên cứu khác của Nguyễn Thị Hƣờng (2009) thử nghiệm ứng dụng phƣơng pháp keo tụ điện hóa xử lý nƣớc thải dệt nhuộm ghi nhận hiệu suất xử lý COD đạt đến 97%, tuy nhiên không hiệu quả trong xử lý màu cho nhóm thuốc nhuộm hoạt tính. Nghiên cứu này đƣợc thực hiện với mục tiêu giảm tải nạp cho công đoạn xử lý sinh học nƣớc thải lò giết mổ. Đồng thời tìm ra các thông số thiết kế và vận hành hiệu quả cho bể keo tụ điện hóa hoạt động theo mẻ giúp xử lý nƣớc thải lò giết mổ phục vụ giảng dạy và nghiên cứu, góp phần bảo vệ môi trƣờng, đảm bảo sự phát triển của xã hội. 2. Phương pháp nghiên cứu 2.1. Đối tượng, địa điểm nghiên cứu Nƣớc thải thí nghiệm đƣợc thu thập tại hố thu gom của lò giết mổ tập trung thành phố Cần Thơ trƣớc khi đƣa vào hệ thống xử lý. Mẫu đƣợc thu thập trong thời điểm hoạt động của lò giết mổ có màu đỏ, nhiều chất lơ lửng, mùi tanh, có váng mỡ. Mô hình bể keo tụ đƣợc bố trí tại Phòng thí nghiệm Xử lý nƣớc của Bộ môn Kỹ thuật Môi trƣờng - Khoa Môi trƣờng và Tài nguyên thiên nhiên - Trƣờng Đại học Cần Thơ. 2.2. Mô hình thí nghiệm Mô hình bể keo tụ điện hóa đƣợc thiết kế bằng kính với kích thƣớc: dài × rộng × cao = 0,15 × 0,15 × 0,55cm. Bản điện cực làm bằng sắt và nhôm có kích thƣớc dài × rộng = 10 × 5 cm (Trần Hiếu Nhuệ, 2001). Bộ nguồn gồm: 1 bộ nguồn 24V - 5A và 1 bộ nguồn 18V - 3A. Các dụng cụ khác sử dụng để thực hiện thí nghiệm nhƣ: dây dẫn điện, ốc vít, keo… Hình 1. Mô hình bể keo tụ điện hóa (trái) và khi bố trí trong hệ thống xử lý (phải) 622 2.3 Các bước thực hiện thí nghiệm 2.3.1. Giai đoạn chuẩn bị Sau khi mô hình ...