Nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ bằng công nghệ ICEAS

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
——

NGUYỄN ĐỨC TIỆP

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẾT MỔ BẰNG
CÔNG NGHỆ ICEAS
CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
MÃ NGÀNH

: 60520320

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HCM, tháng 12 năm 2016


Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHQG-HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Tấn Phong
Cán bộ chấm nhận xét 1

: ..........................................................

Cán bộ chấm nhận xét 2

: ..........................................................

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP. Hồ Chí Minh ngày
.... tháng 01 năm 2017.

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1.................................................................
2.................................................................
3 ......................................................................
4

.....................................................................

5

.....................................................................

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng khoa quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa.

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên

Năm sinh
Chuyên ngành

: Nguyễn Đức Tiệp
: 01-12-1990
: Kỹ Thuật Môi Trường

MSHV : 1570902
Nơi sinh : Bà Rịa Vũng Tàu

I. TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẾT MỔ BẰNG CÔNG
NGHỆ ICEAS.
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
- Nghiên cứu mô hình ICEAS sử dụng giá thể Mutag Biochip ™ để xử lý nước thải
giết mổ.
- Nghiên cứu hiệu quả xử lý của mô hình ICEAS với các tải trọng 0,5; 1,0; 1,5; 2,0
và 2,5 kg COD/m3.ngày với chu kỳ 16; 12,5; 11,5; 9,5 và 9h, pha lắng 0,4h, pha rút
nước 0,2h.
- Đánh giá hiệu quả xử lý của mô hình đối với các chỉ tiêu COD, NEI4+, NO2, NO3
,TN.
- Nghiên cứu khả năng bám dính và sinh khối vi sinh trên bề mặt giá thể Mutag
Biochip ™.
II. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 01/2016
III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 12/2016
IV. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN TẤN PHONG
Tp. HCM, ngày ...... tháng .... năm 20...
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

TRƯỞNG KHOA


LỜI CÁM ƠN
Đầu tiên tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhẩt đến Thầy, Cô khoa Môi trường và
Tài Nguyên trường Đại học Bách khoa TP. HCM, những người đã đìu dẳt tôi tận tình, đã
truyền đạt cho tôi những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian tôi học tập
chương trình đào tạo sau đại học.
Để hoàn thành được luân văn này tôi xỉn bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến PGS.
TS Nguyễn Tẩn Phong người đã tận tình hướng dẫn và tài trợ kinh phi trong suốt quá trình
nghiên cứu.
Tôi xỉn cảm ơn các thầy, cô, anh, chị ở phòng Thi nghiệm Khoa Môỉ Trường & Tài
Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện đề tài khỉ mô hình thỉ nghiệm được
hoạt động tại dãy; và tôi xỉn cảm ơn 2 em Lĩnh và Phương đã cộng tác cùng tôi trong suốt
thời gian ở đây.
Tôi xin cảm ơn các ban, nghành, anh, chị trong Câng ty TNHH Một thành viên Việt
Nam Kỹ Nghệ Súc Sản (VĨSSAN) đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi lấy mẫu nước thải vận
hành mô hình thí nghiệm và chia sẽ kinh nghiệm, khó khăn mà câng ty đang gặp phải trong
quá trình vận hành hệ thống xử lỷ nước thải.
Sau cùng, tôi gửi lời cám ơn chân thành đến những người thân, người bạn đã động
viên và ủng hộ tôi vượt qua những khó khăn trở ngại trên mọi bước đường và còn là động
lực để tôi phẩn đẩu.
Một lần nữa xỉn chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của tất cả mọi người.
TP. HCM, 12/2016

NGUYỄN ĐỨC TIỆP


TÓM TẮT LUẬN VĂN
ICEAS - SBR và ICEAS - MBSBR (Intermittent Cycle Extended Aeration System

- Moving Bed Sequencing Batch Reactor) có giá thể đã được nghiên cứu để đánh giá hiệu
quả xử lý nước thải giết mổ có nồng độ chất dinh dưỡng và nitơ cao. Hai mô hình được
chế tạo bằng mica có cùng thể tích chế tạo là 18 lít trong đó mô hình ICEAS - MBSBR
dùng để so sánh với mô hình ICEAS - SBR Giá thể Mutag Biochip™ được cho vào mô
hình ICEAS - MBSBR là khoảng 1,8 lít. Mỗi chu kỳ kiểm soát có thời gian phản ứng khác
nhau ứng với từng tải trọng 0,5 - 2,5 kgCOD/m3.ngày với các giai đoạn sục khí và khuấy
trộn nối tiếp, thời gian lắng 0,4h và thời gian xả nước là 0,2h. Các kết quả thu được cho
thấy mô hình ICEAS - MBSBR có khả năng xử lý cao hon và không bị sốc tải so với mô
hình ICEAS - SBR ở các chỉ tiêu ô nhiễm như COD, NH4+-N, TN.

Ở

tải trọng 1,0

kgCOD/m3.ngày 2 mô hình cho hiệu quả xử lý tốt nhất, nước thải sau khi xử lý của bể
ICEAS - MBSBR có giá trị COD, TN cùng nằm trong giới hạn cột A theo QCVN
40:2011/BTNMT, riêng NH4+-N chỉ đạt cột B theo QCVN 40:2011/BTNMT. Hiệu suất
xử lý đạt giá trị cao nhất tương ứng COD là 94.9%, TN là 89,23%, NH4+-N là 94,31%.
Mô hình ICEAS - MBSBR sẽ giúp xử lý các nước thải có chất hữu cơ, nitơ cao luôn đạt
quy chuẩn, giúp giảm bớt chi phí và diện tích xây dựng công trình.


ASTRACT
Intermittent Cycle Extended Aeration System - Sequencing Batch Reactor (ICEAS - SBR)
and ICEAS - Moving Bed Sequencing Batch Reactor (MBSBR) was studied to evaluate
treatment efficiencies of nitrogen with high concentration from slaughterhouse
wastewater. Two models made from polyacrylic with the same capacity of 18 liters were
the ICEAS - MBSBR model used to compare with the ICEAS - SBR model. Mutag
Biochip™ media used in the ICEAS - MBSBR model was approximately 1.8 liters. Each
cycle time have different response times for each load of 0.5 to 2.5 kgCOD/m3.day with

reacting phase consisting of successive stages of aeration and mixing, time sedimentation
was 0.4 hour and time withdrawal of the treated water was 0.2 hour. The results showed
that removal efficiencies of the ICEAS - MBSBR model were higher and not shock loads
than those of the ICEAS - SBR model such as: COD, NH4+-N, TN. In the loading 1
kgCOD/m3.day both models have the best processing efficiency, treated waste water of
ICEAS - MBSBR model were COD, TN values corresponding with the limit of A colums
của QCVN 40:2011/BTNMT, NH4+-N values corresponding with the limit of B colums
của QCVN 40:2011/BTNMT. Highest corresponding efficiencies were 94.9% COD,
89,23% TN, 94,31% NH4+-N. ICEAS - MBSBR model with attached growth will help
wastewaster treatment organic substances meet national standards especialy in nitrogen
and phosphorus parameters, reduce operating cost and construction area.


LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ
Tôi tên là NGUYỄN ĐỨC TIỆP, là học viên cao học ngành Kỹ thuật Môi trường
khóa 2015, mã số học viên 1570902. Tôi xin cam đoan: Luận văn cao học này là công trình
nghiên cứu khoa học thực sự của bản thân tôi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn của
PGS.TS. Nguyễn Tấn Phong.
Các hình ảnh, số liệu và thông tin tham khảo trong luận văn này được thu thập từ
những nguồn đáng tin cậy, đã qua kiểm chứng, được công bố rộng rãi và đã được tôi trích
dẫn rõ ràng ở phần tài liệu tham khảo. Các bản đồ, đồ thị, số liệu tính toán và kết quả
nghiên cứu được tôi thực hiện nghiêm túc và trung thực.
Tôi xin lấy danh dự và uy tín của bản thân để đảm bảo cho lời cam đoan này.
Học viên

Nguyễn Đức Tiệp


i

MỤC LỤC
MỤC LỤC ..................................................................................................................... i
DANH MỤC HÌNH ẢNH .......................................................................................... iv
DANH MỤC BẢNG BIỂU ....................................................................................... vii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẤT .................................................................................. viii
PHẦNMỞĐẰU ............................................................................................................ 1

1.

ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................ 1

2.

MỤC TIÊU ĐỀ TÀI .................................................................................. 2

3.

NỘI DUNG ĐỀ TÀI .................................................................................. 2

4.

PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU......................................... 3

5.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................ 4

6.

Ý NGHĨA ĐỀ TÀI ..................................................................................... 5

•

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ....................................................................................... 6
1.1. TÔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI ........................................................................ 6
1.1.1. Các loại chất thải và nguồn ô nhiễm ............................................................. 6
1.1.2. Công ty TNHH MTV Việt Nam Kỹ Nghệ Súc Sản - Vissan ...................... 7
1.2. QUY TRÌNH SẢN XUẤT CỦA CÔNG TY VISSAN ....................................... 8
1.2.1. Quy trình giết mổ lợn .................................................................................... 8
1.2.2. Quy trình giết mổ trâu, bò ............................................................................. 9
1.2.3. ............................................................................................................
Quy trình sản xuất đồ hộp, xúc xích, thịt nguội .......................................................... 10
1.2.4. Nguồn thải và các nguyên nhân chính ......................................................... 10
1.3. .................................................................................................................
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SBR ...................................................................... 12
1.3.1. Công nghệ xử lý theo mẻ SBR .................................................................... 12
1.3.2. Quá trình nitrat hóa ...................................................................................... 13
1.3.3. Quá trình khử nitrat ..................................................................................... 14
1.3.4. Tổng quan về quá trình xử lý photpho ........................................................ 16
1.4. .................................................................................................................
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ICEAS .................................................................. 19
1.4.1. Công nghệ ICEAS ....................................................................................... 19


1.4.2. So sánh giữa công nghệ ICEAS và SBR thông thường............................... 22
ii
1.5. CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGHÀNH CHĂN NUÔI ..................... 24
1.5.1. Công nghệ xử lý nước thải ở Châu Âu........................................................ 24
1.5.2. Công nghệ xử lý nước thải tại Việt Nam .................................................... 25
1.6. CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN................................................................... 28

1.7. Cơ SỞ LỰA CHỌN MÔ HÌNH ........................................................................ 31
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................... 33
2.1. SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU ..................................................................................... 33
2.2. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU .............................................................................. 34
2.2.1. Nước thải đầu vào ........................................................................................ 34
2.2.2. Bùn cấy ban đầu ........................................................................................... 34
2.2.3. Giá thể sử dụng ............................................................................................ 34
2.3. MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU ................................................................................ 36
2.3.1. Thiết kế mô hình .......................................................................................... 36
2.3.2. Nguyên lý hoạt động của mô hình ............................................................... 37
2.3.3. Trình tự thí nghiệm ...................................................................................... 38
2.4. LẤY MẪU VÀ PHÂN TÍCH............................................................................ 39
2.4.1. Vị trí và tần suất lấy mẫu ............................................................................. 39
2.4.2. Phương pháp phân tích ................................................................................ 39
2.4.3. Phương pháp đo MLSS ................................................................................ 42
2.4.4. Xử lý số liệu ................................................................................................. 42
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ BÀN LUẬN ..................................................................... 44
3.1. GIAI ĐOẠN CHẠY THÍCH NGHI.................................................................. 44
3.2. GIAI ĐOẠN TĂNG TẢI .................................................................................. 46
3.2.1. Hiệu quả xử lý COD qua từng tải trọng ...................................................... 46
3.2.2. Hiệu quả xử lý ammonia cả 2 mô hình qua 5 tải trọng ............................... 53
3.2.3. Sự biến thiên nồng độ nitrit, nitrat ra của 2 mô hình ................................... 56
3.2.4. Hiệu quả loại bỏ Nitơ tổng.......................................................................... 58
3.2.5. Đánh giá hiệu quả loại bỏ Nitơ hữu cơ qua các tải trọng ........................... 61
3.2.6. Đánh giá nồng độ sinh khối tạo thành ........................................................ 62
iii


PHẦN KẾT LUẬN.................................................................................................... 64
1.

KẾT LUẬN......................................................................................................... 64

2.

KIẾN NGHỊ ........................................................................................................ 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 66
PHỤ LỤC 1: SỐ LIỆU VẬN HÀNH ....................................................................... 69
PHỤ LỤC 2: HÌNH ẢNH MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM ........................................... 85


iv

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1-1 Sơ đồ quỵ trình giết mo lợn................................................................................ 8
Hình 1-2 Sơ đồ quy trình giết mổ trâu, hò ........................................................................ 9
Hình 1-3 Quy trình sản xuất đồ hộp, xúc xích, thịt nguội ............................................... 10
Hình 1-4 Sơ đồ các pha của bể SBR ............................................................................... 13
Hình 1-5 Chu trình chuyển hóa Nitơ ............................................................................... 16
Hình 1-6 Quá trình chuyển hóa phospho bằng phương pháp kị khí và hiểu khí/thiểu khí
......................................................................................................................................... 17
Hình 1-7 Cẩu tạo bể ICEAS ........................................................................................... 20
Hình 1-8 Pha phản ứng của bể ICEAS ........................................................................... 20
Hình 1-9 Pha lẳng của bể ICEAS. .................................................................................. 21
Hình 1-10 Pha rút nước của bể 1CEAS. ........................................................................ 21
Hình 1-11 Nước đầu ra có ss thẩp (M. Hallberg et al., 2009) ....................................... 23
Hình 1-12 Một ví dụ về hệ thống rút nước của ICEAS (M. Hallberg et al., 2009) ........ 24
Hình 1-13 Quy trình xử lý nước thải theo phương pháp hóa - lý
Hình 1-14 Quy trình xử lý nước thải theo phương pháp sinh học hiếu khi

Hình 1-15 Quy trình XLNT tại hợp tác xã Thạnh Phú
Hình 1-16 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải câng ty VISSAN
Hình 2-1 Sơ đồ nghiên cứu ............................................................................................. 33
Hình 2-2 Giá thể Mutag Bỉochỉp™ ................................................................................ 35
Hình 2-3 Mô hình nghiên cứu ICEAS - SBR và ICEAS - MBSBR ................................. 37
Hình 2-4 Mô hình nghiên cứu thực tiễn ......................................................................... 38
Hình 3-1 Sự biến đoi nồng độ COD đầu vào, đầu ra của mô hình ICEAS - SBR và ICEAS
— MBSBR ở tải trọng 0.5 kg COD/m3.ngày ................................................................. 45
Hình 3-2 Hiệu quả loại bỏ COD của mô hình ICEAS — SBR và ICEAS — MBSBR trong
giai đoạn thích nghi ........................................................................................................ 45
Hình 3-3 Sự biến đoi nồng độ COD đầu vào, đầu ra của mô hình ICEAS - SBR và mô hình
ICEAS - MBSBR qua từng tải trọng ................................................................................ 46
Hình 3-4 Sự biến đoi nồng độ COD đầu vào, hiệu quả loại bỏ COD của mô hình ICEAS
-

SBR và mô hình ICEAS - MBSBR qua từng tải trọng................................................ 47


V

Hình 3-5 Hiệu quả loại bỏ COD của mô hình ICEAS - SBR và mô hình ICEAS - MBSBR ở
tải trọng 1,0 kgCOD/m3.ngày.......................................................................................... 48
Hình 3-6 Hiệu quả loại bỏ COD của mô hình ICEAS — SBR và mô hình ICEAS—MBSBR
ở tải trọng 1,5 kgCOD/m3.ngày ...................................................................................... 49
Hình 3-7Hiệu quả loại bỏ COD của mô hình ICEAS — SBR và mô hình ICEAS—MBSBR
ở tải trọng 2,0 kgCOD/m3.ngày ...................................................................................... 50
Hình 3-8 Hiệu quả loại bỏ COD của mô hình ICEAS — SBR và mô hình ICEAS—MBSBR
ở tải trọng 2,5 kgCOD/m3.ngày ...................................................................................... 51
Hình 3-9 Hiệu quả loại bỏ COD của ICEAS — MBSBR so sánh với ICEAS — SBR.... 52
Hình 3-10 Sự biển đổi nồng độ đầu vào, đầu ra và hiệu suất loại bỏ ammonia của 2 mô

hình ................................................................................................................................. 53
Hình 3-11 Hiệu quả loại bỏ NHặ+-N của mô hình ICEAS-MBSBR và mô hình ICEASSBR ................................................................................................................................. 55
Hình 3-12 Sự biến thiên nồng độ nitrit, nitrat ra của 2 mô hình .................................... 56
Hình 3-13 Sự biển đổi nồng độ đầu vào, đầu ra và hiệu suất loại bỏ TN của 2 mô hình
......................................................................................................................................... 58
Hình 3-14 Hiệu quả loại bỏ TN của mô hình ICEAS-MBSBR và mô hình ICEAS-SBR
........................................................................................................................................ 60
Hình 3-15 Hiệu quả loại bỏ Nitơ hữu cơ qua các tải trọng ........................................... 61
Hình 3-16 Hàm lượng sinh khối trong bể ICEAS - SBR và sinh khối lơ lửng, bám dính
trong bể ICEAS - MBSBR .............................................................................................. 62
Hình 3-17 Giá thể sau khi bám dính bùn ở giai đoạn 0,5 và 2,5 kgCOD/m3/ngày trong
bể ICEAS - MBSBR ........................................................................................................ 63


vi
PHỤ LỤC HÌNH ẢNH MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM
Hình 1. Mô hình bể ICEAS ............................................................................................. 85
Hình 2. Sơ đồ mạch điện điều khiển ............................................................................... 85
Hình 3. Tủ điện hoàn chỉnh ............................................................................................. 86
Hình 4. Bảng điều khiển hệ thống................................................................................... 87
Hình 5. Bố trí các thiết bị lên kệ ..................................................................................... 87
Hình 6. Giá thể Mutag Biochip ™ .................................................................................. 88
Hình 7. Mô hình giai đoạn chạy thích nghi .................................................................... 88
Hình 8. Mô hình hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ ICEAS ............................... 89


vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1-1 Tính chất hóa lý của loại nước thải nghành giết mồ .........................................ố

Bảng 1-2 Quy mô công suất nhà máy vissan .....................................................................7
Bảng 1-3 Các hoạt động phát sinh nguồn thải ................................................................10
Bảng 1-4 Mọt số thông số vận hành hể ICEAS ...............................................................22
Bảng 2-1 Thành phần, tỉnh chẩt nước thải giết mồ sử dụng trong nghiên cứu ...............34
Bảng 2-2 Các thông sổ đặc trưng của giá thể Mutag BioChip™ ...................................35
Bảng 2-3 Các thông sổ mô hình nghiên cứu....................................................................36
Bảng 2-4 Phươngpháp phân tích..................................................................................... 39
Bảng 3-1 Các tải trọng thực nghiệm trên mô hình nghiên cứu ....................................... 44
Bảng 3-2 Kết quả loại bỏ COD tại các tải trọng hữu cơ.................................................47
Bảng 3-3 Kết quả loại bỏ NH4+-N ở các tải trọng ..........................................................55
Bảng 3-4 Kết quả loại bỏ NO2~N, NŨ3~N qua các tải trọng.........................................57
Bảng 3-5 Kết quả loại bỏ TN ở các tải trọng ..................................................................59


viii

DANH MUC TỪ VIẾT TẮT «

ICEAS

Intermitten Cycle Extended Aeration System

SBR

Sequencing Batch Reactor

MBBR
Moving bed Biofilm Reactor
ICEAS - MBSBR
Intermittent Cycle Extended Aeration System - Moving Bed

ICEAS - SBR

Sequencing Batch Reactor
Intermittent Cycle Extended Aeration System - Sequencing Batch
Reactor

BOD

Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand)

CAS

Bùn hoạt tính truyền thống (Conventional Activated Sludge)

COD

Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand)

DO

Oxy hòa tan (Dissolved Oxygen)

MLSS

Hàm lượng chất rắn lơ lửng (Mixed Liquor Suspended Solids)

MLVSS

Hàm lượng chất rắn lơ lửng dễ bay hơi (Mixed Liquor Volatile
Suspended Solids)

PAOs

Vi sinh vật tích lũy Photpho (Photphate Accumulating Organisms)

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

ss

Chất rắn lơ lửng (Suspended Solids)

SVI

Chỉ số thể tích bùn lắng (Sludge Volume Index)

TKN

Tổng Nitơ Kjedahl

TN

Tổng Nitơ (Total Nittogen)

TP

Tổng Photpho (Total Phosphorus)

TSS

Tong chat ran lơ lửng

Tp. HCM

Thành phố Hồ Chí Minh

TSS

Tổng chất rắn (Total Suspended Solids)

VFAs

Acid béo dễ bay hơi (Volatile Fatty Acids)

XLNT

Xử lý nước thải


PHẦN MỞ ĐẦU
1.

ĐẶT VẤN ĐÈ
Ngày nay, với sự phát triển không ngừng của nền kinh tế - xã hội đã góp phần cải

thiện và nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân. Do đó, nhu cầu về lương thực, thực
phẩm nói chung và nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm chế biến từ gia súc, gia cầm nói riêng
đang gia tăng cả về mặt số lượng và chất lượng. Trước nhu cầu đòi hỏi của xã hội, nhiều lò
giết mổ gia súc, gia cầm quy mô vừa và nhỏ đã hình thành. Tuy nhiên, vấn đề đáng lo ngại

là nước thải phát sinh từ quá trình giết mổ sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường
nếu không có hệ thống xử lý tốt.
Đặc thù của nước thải giết mổ thường bị nhiễm bẩn nặng do các thành phần hữu cơ
như máu, mỡ, protein cũng như nitơ, phospho, chất tẩy rửa và chất bảo quản. Các chất gây
ô nhiễm cao trong nước thường có nguồn gốc từ chất thải là huyết và khâu làm lông. Ngoài
ra còn có thể có xương, thịt vụn, mỡ thừa, móng và vi sinh vật. Nồng độ các chất ô nhiễm
hữu cơ BODs và COD lần lượt đạt 7000 mg/1 và 9400 mg/1.
Hiện nay, trên thế giới đã có nhiều phương pháp xử lý nước thải giết mổ được đưa
ra như: phương pháp cơ học, phương pháp keo tụ, đông tụ, tuyển nổi, phương pháp sinh
học... Tuy nhiên hầu hết nước thải sau hệ thống xử lý với chất lượng đầu ra không ổn định
đặc biệt là hàm lượng nitơ, photpho trong nước thải cao. Cùng với chi phí vận hành cho
các công nghệ xử lý nitơ, photpho trong nước thải còn khá cao, chủ yếu liên quan đến nhu
cầu cung cấp ôxy và các thành phần hữu cơ. Vì vậy, việc tìm kiếm một giải pháp thích hợp
để xử lý nitơ, photpho trong nước thải cần được quan tâm.
Công nghệ SBR dòng vào liên tục (ICEAS - Intermittent Cycle Extended Aeration
System) là công nghệ cải tiến SBR đã ra đời vào khoảng thập niên 70 tại úc. Bên cạnh đó,
với hơn 200 công trình ở úc và Hoa Kỳ đã được ứng dụng đạt hiệu quả xử lý các chất hữu
cơ, nito và photpho cao.
Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ bằng công nghệ ICEAS” được
thực hiện với mục đích đánh giá khả năng xử lý nước thải nhiễm hữu cơ và các chất dinh
dưỡng.


2
2.

MỤC TIÊU ĐÈ TÀI
Đề tài nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả xử lý nước thải giết mổ

trên quy mô phòng thí nghiệm nhằm đánh giá khả năng xử lý chất hữu cơ và chất dinh

dưỡng N trên mô hình nghiên cứu ICEAS qua các tải trọng khác nhau.
3.

NỘI DUNG ĐÈ TÀI

Đề tài nghiên cứu được thực hiện theo các nội dung sau:
Nội dung 1: Giói thiệu tổng quan về nước thải giết mổ và công nghệ ICEAS
- Giới thiệu tổng quan về nước thải giết mổ và hiện trạng xử lý nước thải giết mổ tại
Việt Nam;
- Trình bày nguyên tắc hoạt động, cơ chế xử lý và các dạng cải tiến của công nghệ
bùn hoạt tính theo mẻ SBR.
-

Giới thiệu công nghệ ICEAS - MBSBR;

-

Tổng hợp một số nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan đến đề tài.

Nội dung 2: Thiết lập mô hình nghiên cứu ờ quy mô phòng thí nghiêm
-

Chế tạo mô hình ở quy mô phòng thí nghiệm.

- Tổng hợp và thu thập các vật liệu phục vụ nghiên cứu: nước thải, bùn thiếu khí, bùn
hiếu khí và giá thể Mutag Biochip ™.
- Tiến hành lấy mẫu và phân tích mẫu nước thải, mẫu bùn ban đầu trước khi khởi
động mô hình.
Nội dung 3: Vận hành mô hình theo các tải trọng khác nhau
Chạy thích nghi mô hình với tải trọng hữu cơ: 0,5 kgCOD/m3/ngày.

- Giai đoạn tăng tải trọng: 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 và 2,5 kg COD/m3.ngày với chu kỳ 16;
12,5; 11,5; 9,5 và 911, pha lắng 0,4h, pha rút nước 0,211.
- Lấy mẫu theo trình tự kế hoạch đề ra và phân tích các chỉ tiêu: pH, COD, NĨỈ4+,
NO2, NOa, TKN, TN.
- Nghiên cứu khả năng bám dính và sinh khối vi sinh trên bề mặt giá thể Mutag
Biochip ™.
Nội dung 4: Trình bày kết quả
- Dựa trên kết quả phân tích, tiến hành tính toán, xử lý số liệu và dựng đồ thị thể hiện
kết quả bằng phần mềm Excel;
- Trình bày và thảo luận các kết quả thông qua đồ thị.


3
- So sánh hiệu quả xử lý nước thải của mô hình ICEAS - MBSBR kết hợp với
ICEAS - SBR thông thường, từ đó đánh giá tính hiệu quả mô hình cải tiến.
4.

PHẠM VI VÀ ĐỐI TVỢNG NGHIÊN CỨU

❖ Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài bao gồm:
- Nước thải dùng trong nghiên cứu này là nước thải giết mổ được lấy từ bể điều hòa
của trạm xử lý nước thải sau khi qua máy lọc rác của trạm xử lý nước thải Công ty Vissan,
số 420 Nơ Trang Long, p. 13, Quận Bình Thạnh, Tp.HCM.
- Mô hình nghiên cứu được chế tạo bằng mica ở quy mô phòng thí nghiệm.
- Giá thể được sử dụng trong mô hình ICEAS - MBSBR là Mutag Biochip ™.
♦♦♦ Phạm vì nghiên cứu
- Phạm vi nghiên cứu: Nước thải giết mổ chứa thành phần hữu cơ (BODs, COD) và
dinh dưỡng (N, P) cao.

4

5. PHVƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
❖ Tổng quan tài liệu
Tiến hành thu thập thông tin, tài liệu, số liệu về đối tượng và phạm vi nghiên cứu
trên tất cả các nguồn sách báo, giáo trình, tạp chí khoa học, internet. Phân tích, tổng hợp
làm cơ sở cho việc định hướng và thực hiện các nội dung nghiên cứu.
♦♦♦ Thực nghiệm mô hình
Mô hình nghiên cứu được chế bằng nhựa trong suốt, đảm bảo các điều kiện sinh
trưởng cũng như hoạt động của vi sinh trong nghiên cứu. Nước thải thực cung cấp chạy
cho mô hình nghiên cứu. Các mẫu phân tích được lấy từ đầu vào và đầu ra của mô hình.
❖ Lấy mẫu và phân tích

Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải được nghiên cứu trong suốt quá trình xử
lý: pH, COD, TKN, TN, NH4+, NO3-, NO2-.
Bảo quản lạnh là bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ thường nhưng lớn hơn nhiệt
độ đông đặc của nước được duy trì từ khi nước vừa được lấy từ các vị trí lấy mẫu cho đến
khi mang đi phân tích, nhằm ngăn chặn hoặc làm giảm sai số kết quả phân tích.
Mẩu nước được lấy tại các vị trí: đầu vào, đầu ra của mô hình ICEAS - SBR và đầu
ra của mô hình ICEAS - MBSBR. Các chỉ tiêu được phân tích theo các phương pháp trong
QCVN kết hợp với Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater
(APHA, Eaton DA và AWW A).
❖ Xử lý số liệu

Số liệu được trình bày trong luận văn là giá trị trung bình từ ba lần thí nghiệm. Độ
lệch chuẩn của các thông số khảo sát được tính toán bằng phần mềm Excel. Độ tin cậy của
các số liệu thực nghiệm nằm ở mức 95 - 98%.
❖ Phương pháp khác

Phương pháp kế thừa, tham khảo kết quả xử lý của công ty trên thực tế và các đề
tài liên quan đã thực hiện.
Trong quá trình thực hiện đề tài tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn về vấn
đề có liên quan.


5

6. Ý NGHĨA ĐÈ TÀI
❖ Ý nghĩa khoa học
Nghiên cứu là cơ sở lý thuyết cho quá trình kết hợp công nghệ ICEAS với giá thể
di động để xử lý COD, NH4+, TN trong nước thải giết mổ, là cơ sở cho các quá trình nghiên
cứu kết hợp tiếp theo nhằm mục tiêu nâng cao hiệu quả xử lý COD, NH4+, TN.
♦♦♦ Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của đề tài được ứng dụng trong xử lý nước thải ngành giết mổ
đang gặp bài toán cần giải quyết hiện nay là xử lý chất hữu cơ và dinh dưỡng với công
nghệ kết hợp và giá thành hợp lý. Ngoài ra mô hình sử dụng giá thể di động để khi vận
hành linh hoạt nâng cao tải trọng, độ ổn định cao khi xử lý.
♦♦♦ Tính mói của đề tài
Công nghệ SBR truyền thống đã được áp dụng nhiều nơi trên thế giới và Việt Nam.
Với nghiên cứu này, mô hình tạo môi trường khử Nitrat tốt hơn bằng sự kết hợp sục khí,
khuấy trộn ngắt quảng và dùng giá thể di động để xử lý Nitơ và các chất hữu cơ tốt hơn.
Khi sinh khối bám trên giá thể ngày càng tăng thì hiệu quả xử lý càng cao, lúc này mô hình
sẽ rút ngắn thời gian xử lý.


6

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

TỔNG QUAN VÈ NỮỚC THẢI

1.1.

1.1.1. Các loại chất thải và nguồn ô nhiễm
-

Nguồn gốc nước thải;
Nước thải từ quá tành sản xuất;
Nước vệ sinh thiết bị nhà xưởng;
Nước sinh hoạt cho các công nhân của nhà máy;
Nước thải của các cơ sở giết mổ có nồng độ chất rắn cao, BOD và COD khá cao và

luôn luôn chứa một lượng lớn các chất hữu cơ bao gồm các hợp chất của cacbon, nỉto,
photpho. Các hợp chất hữu cơ này làm tăng độ phì của nước đồng thời dễ bị phân hủy bởi
các vi sinh vật, gây mùi hôi thúi và làm ô nhiễm nguồn nước.
Nước thải của các cơ sở chế biến thịt các thường chứa một lượng lớn vỉ sinh vật.
nếu không có biện phảp xử lý thì rất dễ gây ô nhiễm bởi các vỉ khuẩn gây bệnh, gây ngộ
độc nguồn nước sử dụng.
Ngoài ra ngành giết mổ là một ngành đòi hỏi sử dụng nước rất nhiều, hầu như các
đoạn xử lý nguyên liệu đều cỏ nhu cầu dùng nước như:
-

Khâu rửa sơ bộ nguyên liệu.

-

Khâu làm rã nước đá đông lạnh.
Khâu xử lý nguyên liệu.
Khâu chế biến như hấp, luộc.

Nước thải của công nghệ chế biến thịt gần giống nước thải sinh hoạt nhưng có độ

nhiễm cao hơn nhiều. Chứng cố nồng độ dầu mỡ, axỉt béo rất cao, ngoài ra còn cố chất tẩy
rửa, lông...
Nước thải giết mổ còn chứa chất dỉnh dưỡng như Protein, khỉ dỉamin hóa tạo ra
NH3 vì thế nước thải cần phải được nitrỉt hóa.
Bảng 1-1 Tính chất hóa lý của loại nước thải nghành giết mổ


7

ã

Nguồn: CEFINEA - Viện Môi trường và Tài nguyên, 2002.
1.1.2. Công ty TNHH MTV Việt Nam Kỹ Nghệ Súc Sản - Vissan
Công ty TNHH Một Thành viên Việt Nam Kỹ Nghệ Súc Sản (VISSAN) hoạt
động sản xuất kinh doanh trong lĩnh vực hoạt động giết mổ gia súc và chế biến thực
phẩm. Quy mô:
Sản phẩm của Nhà máy: thịt thành phẩm.
Quy mô công suất của Nhà máy gồm:
♦♦♦ Đối với heo:
+ Khu tồn trữ heo với sức chứa 10.000 con.
+ 03 dây chuyền heo của Đức, công suất 2.400 con/ca (ốh/ca).
♦♦♦ Đối với trâu bò:
+ Khu tồn trữ trâu, bò với sức chứa 1.000 con.
+ 02 dây chuyền của Đức, sản xuất năm 1974, công suất 300 con/ca (ốh/ca).
Bảng 1-2 Quy mô công suất nhà máy vissan
Sản phẩm

Công suất hoạt động

Công suất thiết kế

Nguồn: Công ty TNHH Một thành viên Việt Nam Kỹ Nghệ Súc Sản (VISSAN), 2016


8

1.2.

QUY TRÌNH SẢN XUẤT CỦA CÔNG TY VISSAN

1.2.1. Quy trình giết mổ lợn

Hình 1-1 Sơ đỏ quy trình giêt mô lợn


9

1.2.2. Quy trình giết mổ trâu, bò
Nhận động vật đưa vào chuồng
__________ ' _________
’ tắm sạch
Dan đỉ,
ĩỉ

Làm ngất bằng điện
ĩr

Giết, lấy tiết

1

Chuyển lên băng tải
ĩr

Cắt bỏ cơ quan sinh dục
ĩr

Lột da
1

Thắt thực quản
ĩr

Lấy nội tạng
ĩỉ

Rửa

Xẻ nửa
Hình 1-2 Sơ đồ quy trình giết mổ trâu, bò
về nguyên tắc và phương pháp giết mổ trâu, bò cũng tương tự như giát mổ lợn.
Tuy nhiên, có một số khác biệt như sau: Trong giết mổ lợn người ta thực hiện nhúng
nước cạo lông, công đoạn này không thực hiện trong giết mổ trâu bò, thay vào đỏ người
ta tiến hành lột hết da của đại gỉa súc.


10

1.2.3. Quy trình sản xuất đồ hộp, xúc xích, thịt nguội

-

Sản xuất xúc xích tiệt trùng công suất thiết kế: 8.000 tấn/năm.
Sản xuất thịt nguội công suất thiết kế: 5.000 tấn/năm.
Sản xuất đồ hộp công suất thiết kế: 110 ỉon/phút.

Hình 1-3 Quy trình sản xuất đồ hộp, xúc xích, thịt nguội.
1.2.4. Nguồn thải và các nguyên nhân chính
Bảng 1-3 Các hoạt đông phát sinh nguồn thải.

è