Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ COD: N và chế độ cấp nước đến hiệu suất xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp SBR

Mục đích của nghiên cứu này là xác định các thông số công nghệ, tối ưu hóa điều kiện vận hành của phương pháp SBR (các quá trình xử lý chất hữu cơ và nitơ được thực hiện trong một bể - Sequencing Batch Reactor) trong xử lý nước thải chăn nuôi lợn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ COD:N và chế độ cấp nước đến hiệu suất xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng phương pháp SBR Đặng Thị Hồng Phương và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 113(13): 89 - 94 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ COD:N VÀ CHẾ ĐỘ CẤP NƯỚC ĐẾN HIỆU SUẤT XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SBR Đặng Thị Hồng Phương1,*, Phạm Thị Hải Thịnh2, Hà Anh Tuấn3 2 1 Trường Đại học Nông lâm – ĐH Thái Nguyên Viện Công nghệ Môi trường; 3Đại học Thái Nguyên TÓM TẮT Mục đích của nghiên cứu này là xác định các thông số công nghệ, tối ưu hóa điều kiện vận hành của phương pháp SBR (các quá trình xử lý chất hữu cơ và nitơ được thực hiện trong một bể Sequencing Batch Reactor) trong xử lý nước thải chăn nuôi lợn. Tiến hành nghiên cứu các điều kiện vận hành hệ thống SBR như tỷ lệ COD:N và chế độ cấp nước cho thấy, hệ thống SBR có hiệu suất xử lý COD trong nước thải chăn nuôi rất cao. Tỷ lệ COD:N có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất xử lý Nitơ. Tỷ lệ COD:N trong khoảng 3-5, hiệu suất xử lý T-N đạt tương đối cao và ổn định, khoảng 75-85%. Ngoài ra, ảnh hưởng chế độ cấp nước thải đến hiệu suất xử lý nitơ của hệ thống SBR cũng được tiến hành nghiên cứu. Chế độ cấp nước thải 2 lần với tỷ lệ cấp nước giữa 2 lần là 2:1 cho hiệu quả xử lý cao nhất. Hiệu suất xử lý N-NH4+ và T-N tương ứng đạt 100% và 90%. Như vậy, kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp SBR rất phù hợp để xử lý nước thải chăn nuôi, hiệu suất xử lý đạt hiệu quả cao. Từ khóa: Nước thải chăn nuôi lợn, phương pháp xử lý nước thải SBR, chế độ cấp nước, tỷ lệ C:N. ĐẶT VẤN ĐỀ* Đặc trưng của nước thải chăn nuôi thuộc loại giàu SS, COD, N, P . Đặc tính nước thải chăn nuôi lợn lại thay đổi rất lớn phụ thuộc vào phương pháp chăn nuôi, quy mô trang trại, quản lý chuồng trại (như việc có tách lỏng rắn hay không), điều kiện của từng địa phương. Những điều này ảnh hưởng lớn đến quy mô xử lý cũng như lựa chọn phương pháp xử lý. Ở nước ta, việc xử lý nước thải chăn nuôi cho đến nay chỉ phổ biến áp dụng rộng rãi một số loại hầm biogas cỡ nhỏ phù hợp với chăn nuôi phân tán. Một số trang trại quy mô lớn được xây dựng gần đây đã sử dụng các hầm biogas có thể tích tới hàng trăm, hàng ngàn m3 kết hợp với các hồ sinh học để xử lý nước thải. Hoặc nước thải biogas được tiếp tục qua hệ xử lý sinh học [3]. Tuy nhiên, từ đặc tính nước thải ngành chăn nuôi và thực tế các công nghệ áp dụng ở trên bị hạn chế và hiệu suất xử lý tương đối thấp. Qua các nghiên cứu cho thấy, xử lý nước thải bằng công nghệ SBR (các quá trình xử lý N, COD được thực hiện trong một bể) có thể đáp ứng các yêu cầu của xử lý nước thải chăn nuôi. Công nghệ * Tel: 0976177083; Email: hongphuong83@gmail.com SBR được coi là công nghệ xử lý hiệu quả đối với nhiều loại nước thải sinh hoạt và công nghiệp. Tuy nhiên, để có thể đưa phương pháp SBR vào ứng dụng thực tế tại Việt Nam cần thiết phải tiến hành các nghiên cứu để xác định các điều kiện và thông số công nghệ của quá trình: thời gian sục khí/ngừng sục khí, tỷ lệ COD:N, tỷ lệ cấp nước thải, hiệu suất xử lý và tải lượng giới hạn cho phép. Xuất phát từ thực tiễn đó, nghiên cứu này nhằm tìm ra các chế độ vận hành thích hợp đối với công nghệ SBR để xử lý nước thải chăn nuôi lợn có chứa thành phần chất hữu cơ và NH4+ cao, từ đó có cơ sở ứng dụng thực tiễn để xử lý nước thải chăn nuôi. 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 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. 89 Đặng Thị Hồng Phương và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 113(13): 89 - 94 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: Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ COD:N đến hiệu quả xử lý COD, N - Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cấp nước thải đến 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 các chỉ tiêu COD, Amoni, Nitrat, Nitrit, tổng N, P theo QCVN hiện hành. Địa điểm thực hiện: Viện Công nghệ môi trường – Viện Khoa học công nghệ Việt Nam - 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 - Phương pháp tính toán: [1] + Tính tải lượng COD, T-N: LCOD = CCOD vào (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/ ...