Nghiên cứu giảm thiểu ô nhiễm từ nguồn nước thải chăn nuôi lợn bằng kỹ thuật xử lý sinh học kết hợp lọc màng vi lọc

Nghiên cứu giảm thiểu ô nhiễm từ nguồn nước
thải chăn nuôi lợn bằng kỹ thuật xử lý sinh học
kết hợp lọc màng vi lọc

Hoàng Văn Tuấn

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Luận văn Thạc sĩ ngành: Khoa học môi trường và bảo vệ môi trường;
Mã số: 60 44 03 01
Người hướng dẫn: PGS.TS. Trần Văn Quy
Năm bảo vệ: 2013

Abstract. Nghiên cứu khảo sát các thông số cơ bản của quá trình xử lý nước thải chăn
nuôi lợn bằng phương pháp sinh học kết hợp lọc màng vi lọc. Đánh giá hiệu quả của hệ
thống xử lý quy mô phòng thí nghiệm (công suất thiết kế khoảng 45 L/ngày). Đánh giá
tính khả thi và khả năng áp dụng thực tế của hệ thống xử lý.
Keywords. Khoa học môi trường; Ô nhiễm nước; Xử lý sinh học; Nước thải chăn nuôi
Content:


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN.................................................................................... 3
1.1. Tổng quan phương pháp xử lý sinh học trong xử lý nước thải ..................... 3
1.1.1. Phương pháp sinh ho ̣c ky ̣ khí trong xử lý nước thải ......................... 4
1.1.2. Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí trong xử lý nước thải ............. 5
1.2. Tổng quan về kỹ thuật lọc màng và ứng dụng trong xử lý nước thải ........... 5
1.2.1. Định nghĩa về màng lo ̣c .................................................................... 5
1.2.2. Phân loại màng lọc ............................................................................ 6
1.2.3. Vật liệu, cấu trúc màng, các thông số màng ..................................... 9
1.3. Đặc tính nước thải chăn nuôi và thực trạng quản lý, xử lý ......................... 12

1.3.1. Tổ ng quan đă ̣c tin
́ h nước thải chăn nuôi lơ ̣n [1,2,3,6] .................... 12
1.3.2. Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi lợn [5,7,9] ................ 14
1.4. Xử lý nước thải chăn nuôi bằ ng công nghê ̣ MBR ...................................... 23
1.4.1. Mục tiêu của hệ thống xử lý [8] ...................................................... 25
1.4.2. Đặc điểm các giai đoạn xử lý .......................................................... 26
CHƢƠNG 2 – ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 33
2.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................. 33
2.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 33
2.2.1. Phương pháp thu thâ ̣p số liê ̣u .......................................................... 33
2.2.2. Phương pháp phân tić h đánh giá ..................................................... 33
2.3. Phương pháp thực nghiê ̣m ........................................................................... 35


2.3.1. Nghiên cứu xây dựng, chế ta ̣o hê ̣ xử lý sinh ho ̣c ............................ 35
2.3.2. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý ................... 43
2.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của các yế u tố ................................................. 44
CHƢƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................ 46
3.1. Đặc tính của nước thải ................................................................................ 46
3.2. Khảo sát ảnh hưởng của đặc tính nước thải đầu .......................................... 47
3.3. Khảo sát ảnh hưởng của biến thiên nồ ng đô ̣ bùn hoa ̣t tính ......................... 49
3.4. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lưu thủy lực T ...................................... 51
3.5. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ bùn ......................................................... 55
3.6. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ sục khí ....................................................... 56
3.7. Đánh giá khả năng tách loại chất rắn lơ lửng .............................................. 58
3.8. Đánh giá chấ t lươ ̣ng nước sau xử lý so với tiêu chuẩ n nước thải ............... 59
3.9. Quá trình lọc và hiện tượng tắc nghẽn màng lọc ......................................... 64
3.10. Đánh giá tính khả thi và khả năng áp dụng trong thực tế .......................... 67
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ......................................................................... 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 71

Luận văn thạc sĩ

2013

Hoàng Văn Tuấn

TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG VIỆT
1. Antoine Pouilieute, Bùi Bá Bổng, Cao Đức Phát (2010), Báo cáo Chăn nuôi
Việt Nam và triển vọng 2010, Ấn phẩm của tổ chức PRISE của Pháp.
2. Bùi Xuân An (2007), Nguy cơ tác động đến môi trường và hiện trạng quản lý
chất thải trong chăn nuôi vùng Đông Nam Bộ, Đại học Nông Lâm TP. Hồ
Chí Minh.
3. Bộ Tài nguyên và Môi Trường (2011), Báo cáo hiện trạng Môi trường quốc
gia năm 2010, Tổng quan Môi trường Việt Nam, Hà Nội.
4. Đỗ Khắc Uẩn, Banu J.Rajesh, Ick T.Yeom (2011), Ảnh hưởng của thời gian
lưu bùn đến hiệu suất xử lý photpho trong hệ thống yếm khí – hiếu khí, Tạp
chí Khoa học và phát triển, 9(4), 633-641
5. Lương Đức Phẩm (2007), Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh
học, NXB Giáo dục, Hà Nội.
6. Lê Công Nhất Phương (2007), Nghiên cứu triển khai ứng dụng xử lý
ammonium trong nước thải nuôi heo với công suất 20 m3/ngày và nuôi
dưỡng sinh khối có nhóm vi khuẩn Anammox, Viện Sinh Học Nhiệt Đới.
7. Nguyễn Thị Hoa Lý (2005), Một số vấn đề liên quan đến việc xử lý nước thải
chăn nuôi, lò mổ, Tạp chí khoa học nông nghiệp, số 5.
8. Trần Hùng Thuận (2012), Thuyết minh đề tài nghiên cứu khoa học và phát
triển công nghệ Nghiên cứu chế tạo modul màng lọc polyme hợp khối phục
vụ xử lý nước thải chăn nuôi, Viện Ứng Dụng Công Nghệ - Hà Nội.

9. Trần Thị Hiền Hoa (2005), Phương pháp mới loại bỏ amoniac khỏi chất thải
của động vật bằng vi khuẩn Anammox, Tạp chí Tri thức và Phát triển.
10. Tôn Thất Lãng (2004), Bùn hạt và những phương pháp đẩy nhanh quá trình
tạo bùn hạt, Đề tài Công nghệ.

Khóa 19-CHMT

71

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên


Luận văn thạc sĩ

2013

Hoàng Văn Tuấn

11. Trịnh xuân Lai (2009), Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải,
NXB xây dựng, Hà Nội.

TIẾNG ANH
12. A. Mulder. The quest for sustainable nitrogen removal technologies. Wat.
Sci. Technol. Vol. 48, No. 1, 67 – 75.
13. Cheryan M. (1998), Ultrafitration and microfiltration handbook. Technomic
publishing, Pennsylvania.
14. Cicek N. (2003), A review of membrane bioreactors and their potential
application in the treatment of agricultural wastewater. Canadian
Biosystems engineering, 45(6): 37-49.
15. Cicek N., Winnen H., Suidan M.T., Wrenn B.E., Urbain V. And Manem J.

(1998), Effectiveness of the membrane bioreactor in the biodegradation of
high molecular weight compounds, Water Research 32(5): 1553-1563.
16. Eyup D and Neslihan M (2010), Sequence optimization in a sequencing
batch reactor for biological nutrient removal from domestic wastewater,
Bioprocess Biosyst Eng., 33(5): 533-540.
17. David P. Whichard (2001), nitrogen removal from dairy manure wastewater
using sequencing batch reactors, Thesis submitted to the Faculty of the
Virginia Polytechnic Institute and State University.
18. D. Obaja, S. Mace, J. Mata-Alvarez (2005), Biological nutrient removal by a
sequencing batch reactor (SBR) using an internal organic carbon source
in digested piggery wastewater, Departament d’Enginyeria Qui’micai
Metall urgia, Universitat de Barcelona.
19. Jelena Radjenovi´c, Marin Matoˇsi´c, IvanMijatovi´c, Mira Petrovi´c, Damià
Barceló, Membrane Bioreactor (MBR) as an Advanced Wastewater
Treatment Technology, Hdb Env Chem Vol. 5, Part S/2 (2008): 37–101.

Khóa 19-CHMT

72

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên


Luận văn thạc sĩ

2013

Hoàng Văn Tuấn

20. J.S.Huang , C.S Wu , C.M Chen (20050, Microbial activity in a combined

UASB–activated sludge reactor system, Department of Environmental
Engineering, Kun Shan University of Technology, Tainan County 710;
21. Jiayang Cheng and Bin Liu (2001) , nitrification/denitrification in
intermittent aeration process for swine wastewater treatment.
22. Kraume M, Drews A (2010), Membrane bioreactors in waste water
treatment-status and trends. Chem Eng Technol, 33(8):1251–1259.
23. Laine J.M., Campos C., Baudin I. And Janex M.L. (2003), Understanding
membrane fouling: a review of over a decade of research. Water Science
and Technology: Water Supply, 3(5-6): 155-164.
24. Mulder M. (1996). Basic principles of membrane technology. Kluwer
Academic pulishers, The Netherlands.
25. P. A. Wilderer, R. Irvine, M. C. Goronsky (2001), Sequencing batch reactor
technology, IWA Scientific and Technical report series. IWA publishing.
26. Thipsuree Kornboonraksa, Seung Hwan Lee. (2009), Factors affecting the
performance of membrane bioreactor for piggery wastewater treatment.
Bioresource Technology, 2926–2932.
27. Viney P. Aneja. (2004), An Integrated Study of the Emissions of Ammonia,
Odor and Odorants, and Pathogens and Related Contaminants from
Potential Environmentally Superior Technologies (ESTs) for Swine
Facilities.
28. Xing L, Dawen G, Hong L, Lin L and Yuan F (2012), Phosphorus removal
characteristics of granular and flocculent sludge in SBR, Appl Microbiol
Biotechnol, 94(1): 231-236.

Khóa 19-CHMT

73

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên