“Sử dụng các vật liệu địa phương làm giá thể cho bể lọc sinh học nhỏ giọt trong xử lý‎ nước thải thủy sản”

3/23/2015
1
Sử dụng các vật liệu địa phương
làm giá thể cho bể lọc sinh học nhỏ giọt
trong xử lý nước thải thủy sản
Nguyễn Thị Kim Ngân, Huỳnh Quốc Trưởng
Lê Hoàng Việt, Phan Thanh Thuận, Nguyễn Võ Châu Ngân
KHOA MÔI TRƯỜNG & TNMT
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Cần Thơ, tháng 3/2015
NỘI DUNG
GIỚI THIỆU CHUNG
1
MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
2
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3
KẾT QUẢ -THẢO LUẬN
4
KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ
5
GIỚI THIỆU CHUNG
3/23/2015
2
Theo Tổng Cục Môi trường (2011) lưu lượng nước thải từ quá
trình chế biến cá tra 5 – 7 m
3
/tấn sản phẩm.
Chỉ tiêu Đơnvị Nồng độ QCVN 11:2008/BTNMT
(cộtA)
pH – 6,5 – 7 6,0 – 9,0

SS mg/L 500 – 1.200 50
COD mg/L 800 – 2.500 50
BOD
5
mg/L 500 – 1.500 30
TN mg/L 100 – 300 30
TP mg/L 50 – 100 4 *
Dầu, mỡ – 250 – 830 10
GIỚI THIỆU CHUNG
* Áp dụng QCVN 40:2011/BTNMT (cột A)
GIỚI THIỆU CHUNG
GIỚI THIỆU CHUNG
Nguồn: Tổng Cục Môi trường (2011)
3/23/2015
3
GIỚI THIỆU CHUNG
Bể lọc sinh học là một thiết bị phản
ứng sinh học trong đó các VSV sinh
trưởng cố định trên lớp vật liệu lọc.
Nước thải đi qua lớp vật liệu này sẽ
thấm hoặc nhỏ giọt trên đó.
Các chất hữu cơ có trong nước
thải bị hấp phụ vào màng VSV
(do quần thể VSV dính kết trên
lớp vật liệu lọctạo thành) dày 0,1
–0,2 mm và bị phân h
ủybởi vi
sinh vật hiếu khí.
GIỚI THIỆU CHUNG
Vật liệu Kích thước (in) Khối lượng/đơn vị

thể tích (Ib/ft
3
)
Diện tích bề
mặt (ft
2
/ft
3
)
Độ thông
thoáng (%)
Đá cuội:
 Nhỏ
 Lớn
1 – 2,5
4 – 5
17 – 90
50 – 62
17 – 21
12 – 50
40 – 50
50 – 60
Xỉ lò cao:
 Nhỏ
 Lớn
2 – 3
3 – 5
55 – 75
50 – 62
17 – 21

14 – 18
40 – 50
50 – 60
Chất dẻo (tấm):
 Thông thường
 Bề mặt riêng cao
24 x 24 x 48
24 x 24 x 48
2 – 6
2 – 6
24 – 30
30 – 60
94 – 97
94 – 97
Quả cầu chất dẻo 1 – 3,5 3 – 6 38 – 85 90 – 95
GIỚI THIỆU CHUNG
3/23/2015
4
•Một số nghiên cứu xử lý nước thải bằng công nghệ lọc sinh
học nhỏ giọt ở nước ta:
–Xử lý nước thải sinh hoạt
–Xử lý nước thải căn-tin
• Nghiên cứu xử lý nước thải chế biến thủy sản bằng bể lọc
sinh học nhỏ giọt với các giá thể khác nhau được thực hiện
nhằm ứng dụng công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt với các giá
thể địa phương trong xử lý nước thải chế biến thủy sản, tiết
kiệm chi phí đầu tư và xem xét tận dụng giá thể thải bỏ làm
phân bón.
GIỚI THIỆU CHUNG
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Bể lắng sơ cấp
Nước thải
Bể lọc sinh họcBể lắng thứ cấp
Song chắn rác
Bể khử trùng
Bể điều lưuNgăn thu gom
Nguồn tiếp nhận
Bể chứa bùn
Hoàn lưu nước
Hình. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải CBTS áp dụng sinh học
3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (TT)
• Thờigianthựchiện: 6/2014 – 12/2014
• Địa điểmthựchiện: các thí nghiệm,phântíchthựchiện
tại Khoa Môi Trường và TNTN.
Hình. Kênh dẫn nước thải
• Đốitượng nghiên cứu:
 NướcthảilấytạiNhàmáy
Chế biếnThủysản Panga
MeKong ở công đoạncắttiết
và fillet.
 Mô hình bể lọcsinhhọcnhỏ
giọtvới giá thể mùn cưavà
mụndừa.
3/23/2015
5
Hình. Mô hình BLSHNG
3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (TT)
• Chuẩnbị giá thể:
 Loạibỏ lignin: ngâm mụndừavàmùncưa trong NaOH
5% trong thờigian2ngàynhằmloạibỏ lignin. Theo

NguyễnNgọcPhương (2006) xử lý lignin trong mụn
dừabằng NaOH công nghiệp5%vớithờigian2ngày
lượng lignin từ 50,83% giảmxuống còn 34,27%.
 RửaNaOH:giáthể sau khi ngâm trong NaOH được
ngâm và xả lạivớinướcsạch mỗi ngày nhằmgiảmbớt
nồng độ NaOH trong giá thể. Trong thờigianxả tiến
hành
đopHmỗi ngày, khi pH dao động từ 6,5 - 8,5 sẽ
bố trí giá thểđểvận hành thí nghiệm(Đỗ Hồng Lan Chi
và Lâm Minh Triết, 2005).
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• Tạo thích nghi:
 Bùn hoạttínhvànướcthảicủaNhàmáyChế biếnThủy
sản Panga Mekong đượcxinvề nuôi trong thùng 180 L,
cung cấp khí liên tụcbằng máy thổi khí. Sau 8 - 10 giờ
ngưng sục khí, cho lắng 30 phút rồihớtbỏ lớpnước
trong và thay vào 90 L nướcthải. Tiếptục quá trình sục
khí - lắng - thay nước đến khi bùn phát triểntốt(cómàu
vàng, bùn lắng tốt). Khi đóchogiáthểđã đượclàmsạch
vào ngâm, sục khí và thay nướcgiống như giai đoạ
n
nuôi bùn để tạo điềukiện cho VSV phát triểnvàtạo
màng sinh học lên trên giá thể.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3/23/2015
6
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
DO đầu ra ≥ 2 mg/L, đạt QCVN
DO đầu ra ≥ 2 mg/L, đạt QCVN
Bố trí thí nghiệm

Theo dõi tạo màng
Kết quả
TN1: vận hành lưu lượng 162 L/m
2
*ngày (hoàn lưu 150%)
Kết quả
TN1
Kết thúc thí nghiệm và kiến nghị
TN2: tăng độ dày giá thể,
điều chỉnh lưu lượng
TN2: tăng độ dày giá thể, tăng lưu lượng
Kết quả
TN2
COD không biến động
COD biến động
Lấy mẫu phân tích
Lấy mẫu phân tích
TN3: điều chỉnh lưu lượng
(cải thiện hiệu quả xử lý)
TN3: tăng lưu lượng (nâng cao công suất xử lý)
Kết quả
TN3
Lấy mẫu phân tích
Không đạt QCVN
Không đạt QCVN
Tóm tắt
quy trình
thí nghiệm
• Các chỉ tiêu phân tích
 Thông sốđầuvàovàđầuracủa quá trình xử lý: pH,

DO, COD, BOD
5
, SS, TN, NO
3
-
,NH
4
+
,TP.
 Phân tích hàm lượng dinh dưỡng trong giá thể sau xử lý.
• Phương pháp thống kê số liệu
 Sử dụng phầnmềmSPSSđể so sánh sự khác biệtgiữa
các thông sốđầuracủa hai mô hình xử lý vớihailoại
giá thể khác nhau.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3/23/2015
7
•Tỷ lệ BOD
5
: N : P = 460 : 74,5 : 38 ~ 100 : 5 : 1
•Tỷ lệ BOD
5
: COD = 460 : 720 > 0,5
Bảng. Đặc tính hóa lý của nướcthảithủysản (Panga Mekong)
Thông sốĐơnvị 12/8/2014 14/8/2014 Trung bình
pH - 7,6 7,3 7,45 ± 0,21
DO mgO
2
/L 1,3 1,5 1,4 ± 0,14
SS mg/L 185 160 172,5 ± 17,68

COD mg/L 750 690 720 ± 113.14
BOD
5
mg/L 480 440 460 ± 28,28
N
tổng
mg/L 79 70 74,5 ± 6,36
P
tổng
mg/L 39 37 38 ± 1,41
NH
4
+
mg/L 30 20 25 ± 7,07
NO
3
-
mg/L 2,6 3 2,8 ± 0,28
KẾT QUẢ -THẢO LUẬN
• Nhìn chung COD đầu ra ổn định → màng VS hình thành ổn định.
• DO ≥ 2 mg/L (DO
mụndừa
= 3,12 mg/L, DO
mùn cưa
= 2,52 mg/L).
→ tiến hành phân tích các chỉ tiêu.
TN1: Lưulượng 162 L/m
2
*ngày và hoàn lưu 150%
0

10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1234567
%
mg/L
Đầu vào Đầu ra (mùn cưa) Hiệu suất
0
10
20
30
40
50
60
70

80
90
100
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1234567
%
mg/L
Đầu vào Đầu ra (mụn dừa) Hiệu suất
Hình. Giá trị COD (mùn cưa) Hình. Giá trị COD (mụn dừa)
KẾT QUẢ -THẢO LUẬN
Các thông số vận hành ở TN1
•Tiến hành thu mẫu lúc 7 giờ liên tục từ 27 - 29/9/2014.
•Chiều dày 3 lớp giá thể của mỗi mô hình lúc thu mẫu 9,0 cm.
•Tổng chiều dày 3 lớp giá thể mùn cưa sau thí nghiệm 8,0 cm,
của mụn dừa là 7,0 cm.
•Tải nạp BOD
5
:
 Đối với mô hình BLSHNG (mùn cưa): W = (Q
đv
*BOD
5(đv)
+

Q
hl
*BOD
5(hl)
) / V
giá thể
= 0,706 kg/m
3
*ngày.
 Đối với mô hình BLSHNG (mụn dừa): W = (Q
đv
* BOD
5đv
+
Q
hl
*BOD
5hl
) / V
giá thể
= 0,696 kg/m
3
*ngày.
 Thuộc loại bể cao tải.
KẾT QUẢ -THẢO LUẬN
3/23/2015
8
Kết quả phân tích các chỉ tiêu ở TN1
335
343.33

81.41
2.26
33.67
26.54
38.17
91.82
22.34
0.22
15.05
4.97
34.5
86.81
20.86
0.16
13.82
4.62
0.1
1
10
100
1000
BOD5 SS
N
tổng
NO3- NH4+
P tổng
Đầu vào Đầu ra (mùn cưa) Đầu ra (mụn dừa)
QCVN 11: 2008/BTNMT cộtA
QCVN 40: 2011/BTNMT cộtB
QCVN 11: 2008/BTNMT cộtB

QCVN 11: 2008/BTNMT cộtA
Hình. Các chỉ tiêu ô nhiễm trước và sau xử lý ở TN1
KẾT QUẢ -THẢO LUẬN
KẾT QUẢ -THẢO LUẬN
Kết quả TN1
•Lưu lượng nạp là 162 L/m
2
* ngày, tỷ lệ hoàn lưu là 150%.
•Kết quả: Đối với 2 mô hình BLSHNG
 pH đạt loại A theo QCVN 11: 2008/BTNMT
 NO
3
-
đạt hiệu suất loại bỏ trên 90%
 BOD
5
, P
tổng
đạt hiệu suất loại bỏ trên 80%
 Hiệu suất loại bỏ N
tổng
, SS trên 70%
 Hiệu suất loại bỏ NH
4
+
thấp trên 50%
Hình. Nước thải trước và sau xử lý ở TN1
KẾT QUẢ -THẢO LUẬN
3/23/2015
9

• Nhìn chung COD đầu ra ổn định → màng VSV hình thành ổn định.
• DO ≥ 2 mg/L (DO
mụndừa
= 2,23 mg/L, DO
mùn cưa
= 2,05 mg/L).
→ tTiến hành phân tích các chỉ tiêu.
Hình. Giá trị COD (mùn cưa) Hình. Giá trị COD (mụn dừa)
TN2: Lưu lượng 180 L/m
2
*ngày và hoàn lưu 150%
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
200
400
600
800
1000
1200
12345

%
mg/L
Đầu vào Đầu ra (mùn cưa) Hiệu suất
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
200
400
600
800
1000
1200
12345
%
mg/L
Đầu vào Đầu ra (mụn dừa) Hiệu suất
KẾT QUẢ -THẢO LUẬN
Kết quả phân tích các chỉ tiêu TN2
Mẫu được thu vào 7 giờ ngày 15/10/2014 đến 17/10/2014.
•Tổng chiều dày của 3 lớp giá thể là mùn cưa lúc thu mẫu là 18 cm,
của mụn dừa là 13 cm.

Sau thí nghiệm độ dày của giá thể giảm.
•Tổng chiều dày 3 lớp giá thể mùn cưa sau thí nghiệm là 15,5 cm,
của thể mụn dừa là 12 cm.
•Tải nạp BOD
5
:
 Đối với BLSHNG giá thể mùn cưa: W = (Q
đv
*BOD
5đv
+ Q
hl
*BOD
5hl
) /
V
giá thể
= 0,59 kg/m
3
*ngày.
 Đối với BLSHNG giá thể mụn dừa: W = (Q
đv
*BOD
5đv
+ Q
hl
*BOD
5(hl)
) /
V

giá thể
= 0,81 kg/m
3
*ngày.
 Bể cao tải.
KẾT QUẢ -THẢO LUẬN
Kết quả phân tích các chỉ tiêu TN2
528
314
81.7
2.07
37.5
20.27
43
55.33
11.36
0.33
8.91
2.81
36.67
49.33
12.46
0.2
10.79
3.73
0.1
1
10
100
1000

BOD5 SS
N tổng
NO3- NH4+
P tổng
Đầu vào Đầu ra (mùn cưa) Đầu ra (mụn dừa)
QCVN 11: 2008/BTNMT cộtB
Q
CVN 11: 2008/BTNMT c
ột
A
Q
CVN 40: 2011/BTNMT c
ột
A
Hình. Các chỉ tiêu ô nhiễm trước và sau xử lý ở TN2
KẾT QUẢ -THẢO LUẬN
3/23/2015
10
Kết quả TN2
•Lưu lượng nạp là 180 L/m
2
* ngày, tỷ lệ hoàn lưu là 150%.
•Kết quả: đối với mô hình BLSHNG giá thể mùn cưa:
 pH đạt loại A QCVN 11: 2008/BTNMT.
 Hiệu suất loại bỏ BOD
5
đạt trên 90%
 NO
3
-

, P
tổng
, N
tổng
, SS, đạt hiệu suất xử lý trên 80%
 NH
4
+
hiệu suất loại bỏ trên 70%
•Kết quả: đối với mô hình BLSHNG giá thể mụn dừa:
 pH đạt loại A QCVN 11: 2008/BTNMT.
 Hiệu suất loại bỏ NO
3
-
, BOD
5
đạt trên 90%
 Hiệu suất loại bỏ P
tổng
, N
tổng
, SS, đạt trên 80%
 NH
4
+
hiệu suất loại bỏ trên 70%
KẾT QUẢ -THẢO LUẬN
• Nhìn chung COD đầu ra ổn định → màng VSV hình thành ổn định.
• DO ≥ 2 mg/L (DO
mụndừa

= 2,13 mg/L, DO
mùn cưa
= 2,05 mg/L).
→ tiến hành phân tích các chỉ tiêu.
Hình. Giá trị COD (mùn cưa) Hình. Giá trị COD (mụn dừa)
TN3: Lưu lượng 225 L/m
2
*ngày và hoàn lưu 150%
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
200
400
600
800
1000
1200
12345
%
mg/L
Đầu vào Đầu ra (mùn cưa) Hiệu suất

0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
200
400
600
800
1000
1200
12345
%
mg/L
Đầu vào Đầu ra (mụn dừa) Hiệu suất
KẾT QUẢ -THẢO LUẬN
Kết quả phân tích các chỉ tiêu TN3
Mẫu được thu vào 7 giờ ngày 31/10/2014 đến 2/11/2014.
•Tổng chiều dày của 3 lớp giá thể là mùn cưa lúc thu mẫu 15,5 cm,
của 3 lớp giá thể mụn dừa là 12 cm.
Sau thí nghiệm độ dày của giá thể giảm.
•Tổng chiều dày của 3 lớp giá thể mùn cưa sau thí nghiệm là 13 cm,
của 3 lớp giá thể mụn dừa là 10 cm.

•Tải nạp BOD
5
:
 Đối với BLSHNG giá thể mùn cưa: W = (Q
đv
*BOD
5đv
+ Q
hl
*BOD
5hl
)/
V
giá thể
= 0,81 kg/m
3
*ngày.
 Đối với BLSHNG giá thể mụn dừa: W = (Q
đv
*BOD
5(đv)
+ Q
hl
*BOD
5(hl)
)/
V
giá thể
= 1,06 kg/m
3

*ngày.
 Bể cao tải.
KẾT QUẢ -THẢO LUẬN
3/23/2015
11
Kết quả phân tích các chỉ tiêu TN3
Hình. Các chỉ tiêu ô nhiễm trước và sau xử lý ở TN3
492.33
325
87.58
3.12
37.35
22.317
45.67
72
16.59
0.6
12.82
3.79
48.17
76.33
17.78
0.61
14.76
3.99
0.1
1
10
100
1000

BOD5 SS TN NO3- NH4+ TP
Đầu vào Đầu ra (mùn cưa) Đầu ra (mụn dừa)
QCVN 11: 2008/BTNMT cộtA
QCVN 40: 2011/BTNMT cộtA
QCVN 11: 2008/BTNMT cộtB
KẾT QUẢ -THẢO LUẬN
Kết quả TN3
•Lưu lượng nạp là 225 L/m
2
* ngày, tỷ lệ hoàn lưu 150%.
•Kết quả: đối với mô hình BLSHNG giá thể mùn cưa:
 Hiệu suất loại bỏ BOD
5
đạt trên 90%
 Hiệu suất loại bỏ NO
3
-
, P
tổng
, N
tổng
đạt trên 80%
 Hiệu suất loại bỏ SS đạt trên 70%
 Hiệu suất loại bỏ NH
4
+
đạt trên 60%
•Kết quả: mô hình BLSHNG sử dụng giá thể mụn dừa:
 Hiệu suất loại bỏ BOD
5

đạt trên 90%
 Hiệu suất loại bỏ NO
3
-
, P
tổng
đạt trên 80%
 Hiệu suất loại bỏ SS, N
tổng
đạt trên 70%
 Hiệu suất loại bỏ NH
4
+
đạt trên 60%
KẾT QUẢ -THẢO LUẬN
Chỉ tiêu Đơn
vị
Giá thể
Mùn cưa
ban đầu
Mùn cưa sau khi
xử lý nước thải
Mụn dừa
ban đầu
Mụn dừa sau khi
xử lý nước thải
Hàm lượng
nitơ tổng
% 0,0924 0,9044 0,0952 1,2124
Hàm lượng

lân tổng
% 0,2291 1,8328 0,4582 2,749
Hàm lượng
kali hữu hiệu
% 0,28 0,19 0,331 0,238
Kết quả hàm lượng phân bón trong giá thể sau thí nghiệm
KẾT QUẢ -THẢO LUẬN
3/23/2015
12
Kết luận
• Nghiên cứu đã chứng minh mụn dừa và mùn cưa có thể
được sử dụng làm giá thể để xử lý nước thải trên mô hình
BLSHNG.
•Kết quả nghiên cứu cho thấy các chỉ tiêu về dinh dưỡng giá
thể sau xử lý tăng cao hơn so với giá thể ban đầu, chứng
minh hàm lượng đạm đã được tích trữ thêm vào, có thể sử
dụng làm phân bón.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kiến nghị
• Nghiên cứu giá thể sau xử lý có thể sử dụng ủ phân compost
làm nguồn phân bón cho cây.
•Nồng độ DO đầu ra > 2 mg/L chứng tỏ mô hình có thể tăng
thêm độ dày giá thể để cải thiện hiệu quả xử lý hay tăng lưu
lượng để nâng cao công suất xử lý của mô hình.
• Nghiên cứu khảo sát mô hình BLSHNG với nhiều loại nước
thải khác nhau để có thể đánh giá thêm khả năng xử lý của
hai loạ
i giá thể.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!