Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ sục khí đến quá trình xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp Sequencing batch reator (SBR

Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ sục khí đến quá trình xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau quá trình xử lý yếm khí bằng phương pháp sequencing batch reator (bùn hoạt tính theo mẻ) cho thấy chế độ sục khí không ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả xử lý COD, ở cả 3 chế độ nghiên cứu, hiệu quả xử lý COD tương đối cao, đạt khoảng 90%. Một mẻ thí nghiệm thực hiện trong 12 giờ. Thời gian thực hiện quá trình nitrat hóa trong một mẻ thí nghiệm là 6 giờ, hiệu quả oxy hóa amoni đạt trong khoảng 90 – 99%. Chế độ sục khí 6g.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ sục khí đến quá trình xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp Sequencing batch reator (SBR Đặng T Hồng Phương và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 95(07): 21 - 26 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ SỤC KHÍ ĐẾN QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SEQUENCING BATCH REATOR (SBR) Đặng Thị Hồng Phương1, Phạm Thị Hải Thịnh2, Vũ Thị Thu Huế1 1 Trường Đại học Nông lâm – ĐH Thái Nguyên, 2 Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam TÓM TẮT Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ sục khí đến quá trình xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau quá trình xử lý yếm khí bằng phương pháp sequencing batch reator (bùn hoạt tính theo mẻ) cho thấy chế độ sục khí không ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả xử lý COD, ở cả 3 chế độ nghiên cứu, hiệu quả xử lý COD tương đối cao, đạt khoảng 90%. Một mẻ thí nghiệm thực hiện trong 12 giờ. Thời gian thực hiện quá trình nitrat hóa trong một mẻ thí nghiệm là 6 giờ, hiệu quả oxy hóa amoni đạt trong khoảng 90 – 99%. Chế độ sục khí 6 giờ/1 mẻ, gồm hai chu trình thiếu khí – hiếu khí cho hiệu quả xử lý COD, T-N cao và ổn định nhất. Từ khóa: nước thải chăn nuôi lợn, SBR, thiếu khí – hiếu khí ĐẶT VẤN ĐỀ* Đặc trưng của nước thải chăn nuôi thuộc loại giàu SS, COD, N, P. Vì vậy, để xử lý nước thải chăn nuôi, kĩ thuật yếm khí luôn là sự lựa chọn đầu tiên. Tuy nhiên, loại nước thải này rất khó xử lý, bởi vì nồng độ hữu cơ cũng như nitơ trong nước thải rất cao, nếu chỉ xử lý bằng các quá trình sinh học yếm khí thường không triệt để, vẫn còn một lượng lớn các chất hữu cơ, chủ yếu là N, P. Do vậy, sau quá trình xử lý yếm khí, bước tiếp theo là quá trình sinh học hiếu khí – thiếu khí kết hợp cuối cùng có thể là bước xử lý bổ sung nhằm giảm thiểu tối đa thành phần dinh dưỡng. Một trong các quá trình hiếu khí và thiếu khí cơ bản thường được nghiên cứu ứng dụng nhiều trong xử lý nước thải chăn nuôi lợn đó là phương pháp sequencing batch reator (SBR) (bùn hoạt tính theo mẻ). Nghiên cứu này trình bày một số kết quả đạt được khi thay đổi chế độ sục khí đến quá trình xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau xử lý yếm khí bằng phương pháp pháp SBR. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nước thải được chọn là nước thải từ hộ chăn nuôi lợn quy mô nhỏ. Nước thải lấy tại hộ gia đình chăn nuôi nhỏ lẻ, ở Gia Lâm (Hà Nội). Hộ gia đình chăn nuôi khoảng * Email: hongphuong83@gmail.com 20 con lợn, rửa chuồng 3 lần/ngày, vào mùa hè rửa 4 lần/ngày. Lượng nước dùng khoảng 1,5 – 2 m3/ngày, có một bể Biogas với thể tích 7 m3, có một bể chảy tràn 1,5 m3 Nội dung nghiên cứu - Đánh giá ảnh hưởng của chế độ sục khí (liên tục, gián đoạn) hiệu quả xử lý COD, N Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp lấy mẫu: Lấy mẫu theo TCVN 5999:1995. - Phương pháp phân tích: Phân tích COD, Amoni, Nitrat, Nitrit, tổng N, P theo QCVN hiện hành - Phương pháp thu thập và xử lý số liệu: Tiến hành theo dõi hàng ngày và ghi lại các số liệu trong quá trình làm việc, xử lý bằng Excel. Tính toán các thông số tải lượng COD, hiệu suất xử lý và tỷ lệ C/N theo các công thức sau [1] + Tính tải lượng COD, T-N: LCOD = CCODvào (mg/L) * Qvào (L/ngày) / (V * 1000); LT-N = CT-Nvào (mg/L) * Qvào (L/ngày) / (V * 1000); với Qvào= Q (L/mẻ) *2 (mẻ/ngày) + Tính hiệu suất xử lý: COD, NH4+ , T-N: H = (Cvào- Cra)*100/Cvào; Thời gian lưu: T = V / Qvào + Tính tỷ lệ: C/N = CCODvào/CT-N vào LCOD, LT-N : Tải lượng COD, N (kg/m3/ ngày); Q: Lưu lượng (5 L/mẻ); T: Thời gian lưu nước thải (ngày), V: Thể tích nước trong bể phản ứng SBR (20L) 21 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Đặng T Hồng Phương và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ H: Hiệu suất xử lý ( %); Cvào: Nồng độ COD, NH4+ hoặc T-N đầu vào (mg/L). Cra: Nồng độ COD, NH4+ hoặc T-N đầu ra (mg/L); 1000: hệ số quy đổi KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Thực nghiệm Đặc trưng nước thải trong nghiên cứu Đặc trưng của nước thải trong nghiên cứu được thể hiện trong Bảng 1: 95(07): 21 - 26 Mô hình thiết bị thí nghiệm Cải tạo hệ thiết bị bùn hoạt tính thành hệ thiết bị SBR, làm việc gián đoạn như hình 1. Các chế độ thí nghiệm - Chế độ 1: Chế độ sục khí gián đoạn 1 chu trình, sục khí 8 giờ, lắng 2 giờ, xả 1 giờ, khuấy trộn 2 giờ. Cơ sở lựa chọn chế độ 1: Nước thải nghiên cứu có đặc tính hàm lượng N (amoni) cao nên chọn thời gian sục khí kéo dài để đảm bảo quá trình nitrat hóa xảy ra hoàn toàn. Bảng1: Đặc trưng nước thải chăn nuôi lợn sau xử lý yếm khí (biogas) [2] Thông số Đơn vị Hàm lượng pH 6,8 – 7,4 COD mg/L 450 – 800 N-NH4+ mg/L 246 – 460 mg/L N-NO30,5 – 4,4 Tổng N mg/L 250 – 463 Tổng P mg/L 5,6 – 10,4 TSS mg/L 1500 – 3000 - Chế độ 2: Chế độ sục khí gián đoạn 1 chu trình thực hiện xử lý 5 lít/mẻ, bơm vào 1 giờ, khuấy trộn 3 giờ, sục khí 6 giờ, lắng 1 giờ, xả 1 giờ. Cơ sở chuyển từ chế độ thí nghiệm 1 sang chế độ thí nghiệm 2: Tăng thời gian thiếu khí để khử nitrat đã tạo ra. - Chế độ 3: Là chế độ sục khí gián đoạn 2 chu trình hiếu khí – thiếu khí, bơm vào 1 giờ, khuấy trộn 1 giờ (bắt đầu cùng lúc bơm v ...