Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chăn nuôi bằng kỹ thuật tầng vi sinh chuyển động

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
--------------------Hoàng Thị Thanh Tâm

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ
NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI BẰNG KỸ THUẬT
TẦNG VI SINH CHUYỂN ĐỘNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2013


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
--------------------Hoàng Thị Thanh Tâm

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ
NƢỚC THẢI CHĂN NUÔI BẰNG KỸ THUẬT
TẦNG VI SINH CHUYỂN ĐỘNG

Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 60.85.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS Lê Văn Chiều

Hà Nội - 2013

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 10
Chƣơng 1. TỔNG QUAN ...................................................................................... 9
1.1. Tình hình phát triển chăn ni trên thế giới và ở Việt Nam trong
những năm gần đây ............................................................................................... 9
1.1.1 Tình hình chăn ni trên thế giới........................................................ 9
1.1.2. Tình hình chăn nuôi ở Việt Nam ........................................................ 10
1.2. Chất thải chăn nuôi ................................................................................ 12
1.3. Khả năng gây ô nhiễm môi trƣờng của chất thải chăn nuôi ................ 14
1.4. Công nghệ xử lý nƣớc thải chăn ni .................................................... 15
1.5. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc về xử lý nƣớc thải chăn nuôi bằng kỹ
thuật tầng vi sinh chuyển động ........................................................................... 28
Chƣơng 2 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 32
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ............................................................................. 32
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................... 32
Chƣơng 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................... 38
3.1. Nghiên cứu khả năng xử lý chất hữu cơ (COD), N và P trong nƣớc thải
chăn nuôi bằng kỹ thuật bùn hoạt tính lơ lửng sử dụng hệ thống SBR ............ 38
3.1.1. Khả năng xử lý chất hữu cơ (COD), N, P bằng hệ thống SBR khi thay
đổi theo thời gian ................................................................................................... 38
3.1.2. Khả năng xử lý chất hữu cơ (COD), N, P bằng hệ thống SBR khi thay
đổi nồng độ đầu vào N-NH4+ .................................................................................. 50
3.2. Nghiên cứu khả năng xử lý chất hữu cơ (COD), N và P trong nƣớc thải
chăn nuôi bằng kỹ thuật tầng vi sinh chuyển động với hệ thống yếm khí – thiếu
khí – hiếu khí theo mẻ ......................................................................................... 58
3.2.1. Nghiên cứu sự ảnh hưởng của thời gian lưu tổng .............................. 58
3.2.2. Nghiên cứu sự ảnh hưởng của nồng độ đầu vào N-NH4+ ................... 72
3.3. So sánh hiệu quả xử lý nƣớc thải chăn nuôi bằng kỹ thuật bùn hoạt
tính (khơng có vật liệu mang PU) và kỹ thuật tầng vi sinh chuyển động (có sử

dụng vật liệu mang PU) ....................................................................................... 82
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 85
Kết luận .......................................................................................................... 85
Kiến nghị ........................................................................................................ 86
Tài liệu tham khảo ............................................................................................... 87


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Số lượng đầu gia súc gia cầm và sản lượng sản phẩm chăn nuôi nước ta
năm 2009 ............................................................................................................... 11
Bảng 1.2 Một số chỉ tiêu của nước thải chăn ni lợn ..................................... 13
Bảng 3.1. Tóm tắt các thơng số chung hệ thống SBR............................................. 38
Bảng 3.2. Tóm tắt chế độ thí nghiệm và các giá trị trung bình của nước thải đầu vào
hệ thống SBR với thời gian lưu tổng 06 giờ ........................................................... 39
Bảng 3.3. Tóm tắt chế độ thí nghiệm và các giá trị trung bình của nước thải đầu vào
hệ thống SBR với thời gian lưu tổng 06 giờ. .......................................................... 41
Bảng 3.4. Tóm tắt chế độ thí nghiệm và các giá trị trung bình của nước thải đầu vào
hệ thống SBR với thời gian lưu tổng 8h ................................................................. 44
Bảng 3.5. Tóm tắt chế độ thí nghiệm và các giá trị trung bình của nước thải đầu vào
hệ thống SBR với thời gian lưu tổng 10 giờ ........................................................... 46
Bảng 3.6. Tóm tắt chế độ thí nghiệm và các giá trị trung bình của nước thải đầu vào
hệ thống SBR với thời gian lưu tổng 12 giờ ........................................................... 48
Bảng 3.7 Bảng so sánh hiệu suất xử lý bằng hệ thống SBR khi thay đổi thời
gian lưu tổng ........................................................................................................ 50
Bảng 3.8. Tóm tắt chế độ thí nghiệm và các giá trị trung bình của nước thải
đầu vào hệ thống SBR với thời gian lưu tổng 12 giờ, amoni đầu vào trong
khoảng 140mg/l ................................................................................................... 51
Bảng 3.9. Tóm tắt chế độ thí nghiệm và các giá trị trung bình của nước thải
đầu vào hệ thống SBR với thời gian lưu tổng 12 giờ ....................................... 53
Bảng 3.10. Tóm tắt chế độ thí nghiệm và các giá trị trung bình của nước thải

đầu vào hệ thống SBR với thời gian lưu tổng 12 giờ ....................................... 55
Bảng 3.11 Bảng so sánh hiệu suất xử lý các chất ô nhiễm với thời gian lưu tổng 12h
khi thay đổi nồng độ N-NH4+ đầu vào..................................................................... 57
Bảng 3.12 Tóm tắt chế độ thí nghiệm và các giá trị trung bình của nước thải đầu vào
.............................................................................................................................. 59
Bảng 3.13 Tóm tắt chế độ thí nghiệm và các giá trị trung bình của nước thải đầu vào
.............................................................................................................................. 63
Bảng 3.14 Tóm tắt chế độ thí nghiệm và các giá trị trung bình của nước thải đầu vào
.............................................................................................................................. 67

1


Bảng 3.15 Bảng so sánh hiệu suất xử lý bằng kỹ thuật tầng vi sinh chuyển động khi
thay đổi thời gian lưu tổng ..................................................................................... 71
Bảng 3.16 Tóm tắt chế độ thí nghiệm và các giá trị trung bình của nước thải đầu vào
.............................................................................................................................. 73
Bảng 3.17 Tóm tắt chế độ thí nghiệm và các giá trị trung bình của nước thải đầu vào
.............................................................................................................................. 77
Bảng 3.18 Kết quả xử lý nước thải sử dụng kỹ thuật tầng vi sinh chuyển động thời
gian lưu tổng 36h khi thay đổi nồng độ N-NH4+ đầu vào ......................................... 81
Bảng 3.19 Bảng so sánh hiệu suất xử lý các chỉ tiêu nước thải giữa kỹ thuật bùn hoạt
tính và kỹ thuật tầng vi sinh chuyển động ............................................................... 83

2


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Chăn ni thâm canh cơng nghiệp .......................................................... 11
Hình 1.2 Nước thải chăn ni gây ơ nhiễm mơi trường trầm trọng ........................ 13

Hình 1.3 Hệ thống SBR, giai đoạn nạp (có thể khuấy) ........................................... 19
Hình 1.4 Hệ thống SBR, giai đoạn phản ứng (sục khí, có thể khuấy) ..................... 20
Hình 1.5 Hệ thống SBR, giai đoạn lắng (máy khuấy, máy khí tắt) ......................... 20
Hình 1.6 Hệ thống SBR, giai đoạn xả (mở van xả nước, có thể xả bùn) ................. 21
Hình 1.7 Một số cấu trúc điển hình của màng vi sinh (dạng xếp lớp, dạng hình nấm,
dạng hợp lưu và dạng lông mao; kể từ trên xuống, từ trái sang phải) ..................... 22
Hình 1.8 Chất mang vi sinh dạng cuộn (BIOPAC, Đức) ........................................ 25
Hình 1.9 Chất mang vi sinh có cấu trúc hình học phức tạp..................................... 26
Hình 1.10 Vật liệu mang xốp dạng khối lập phương hình a (sản phẩm thương phẩm
dự định của đề tài), hình b (sản phẩm của Hàn Quốc), hình c (hệ khi chưa cho nước
thải và bùn), hình d (hệ khi đang vận hành). .......................................................... 27
Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống SBR phịng thí nghiệm ................................................... 33
Hình 2.2 Sơ đồ cấu tạo của hệ thống thí nghiệm yếm khí-thiếu khí-hiếu khí theo mẻ.
.............................................................................................................................. 35
Hình 3.1a: Diễn biến các chỉ tiêu N, độ kiềm theo thời gian lưu tổng 6h................ 39
Hình 3.1b: Diễn biến các chỉ tiêu octophotphat, tổng P, COD................................ 40
theo thời gian lưu tổng 6h ...................................................................................... 40
Hình 3.1c: Diễn biến các chỉ tiêu N, độ kiềm theo thời gian lưu tổng 6h................ 42
Hình 3.1d: Diễn biến các chỉ tiêu octophotphat, tổng P, COD................................ 43
theo thời gian lưu tổng 6h ...................................................................................... 43
Hình 3.2a: Diễn biến các chỉ tiêu N, độ kiềm theo thời gian lưu tổng 8h................ 44
Hình 3.2b: Diễn biến các chỉ tiêu octophotphat, tổng P, COD................................ 45
theo thời gian lưu tổng 8h ...................................................................................... 45
Hình 3.3a: Diễn biến các chỉ tiêu N, độ kiềm theo thời gian lưu tổng 10h .............. 46
Hình 3.4a: Diễn biến các chỉ tiêu N, độ kiềm theo thời gian lưu tổng 12h .............. 48
Hình 3.4b: Diễn biến các chỉ tiêu octophotphat, tổng P, COD theo thời gian lưu tổng
12h ........................................................................................................................ 49
Hình 3.5a: Diễn biến các chỉ tiêu N, độ kiềm theo thời gian theo thời gian lưu tổng
12h, nồng độ amoni đầu vào trong khoảng 140 mgN/l ........................................... 51
Hình 3.5b: Diễn biến các chỉ tiêu octophotphat, tổng P, COD theo thời gian lưu tổng

12h, nồng độ amoni đầu vào trong khoảng 140 mgN/l ........................................... 52
Hình 3.6a: Diễn biến các chỉ tiêu N, độ kiềm theo thời gian lưu tổng 12h, nồng độ
amoni đầu vào trong khoảng 230 mgN/l ................................................................ 54
Hình 3.6b: Diễn biến các chỉ tiêu octophotphat, tổng P, COD theo thời gian lưu tổng
12h, nồng độ amoni đầu vào trong khoảng 230 mgN/l ........................................... 54
Hình 3.7a: Diễn biến các chỉ tiêu N, độ kiềm theo thời gian lưu tổng 12h, nồng độ
amoni đầu vào trong khoảng 290 mgN/l ................................................................ 56
Hình 3.7b: Diễn biến các chỉ tiêu octophotphat, tổng P, COD theo thời gian lưu tổng
12h, nồng độ amoni đầu vào trong khoảng 290 mgN/l ........................................... 56
Hình 3.8a Diễn biến nồng độ chất hữu cơ (COD), thời gian lưu tổng 12h .............. 59

3


Hình 3.8b Diễn biến nồng độ tổng N, thời gian lưu tổng 12h ................................. 60
Hình 3.8d Diễn biến nồng độ nitrat, thời gian lưu tổng 12h ................................... 61
Hình 3.9a Diễn biến nồng độ COD, thời gian lưu tổng 24h................................... 64
Hình 3.9b Diễn biến nồng độ tổng N, thời gian lưu tổng 24 h ............................... 64
Hình 3.9c Diễn biến nồng độ amoni, thời gian lưu tổng 24h ................................. 65
Hình 3.9d Diễn biến nồng độ nitrat, thời gian lưu tổng 24h .................................. 66
Hình 3.9e Diễn biến các chỉ tiêu octophotphat và tổng P, ...................................... 66
thời gian lưu tổng 24h............................................................................................ 66
Hình 3.10a Diễn biến nồng độ chất hữu cơ (COD), thời gian lưu tổng 36h ............ 68
Hình 3.10b Diễn biến nồng độ tổng N, thời gian lưu tổng 36 giờ ........................... 68
Hình 3.10c Diễn biến nồng độ amoni, thời gian lưu tổng 36h ................................ 69
Hình 3.10d Diễn biến nồng độ nitrat, thời gian lưu tổng 36h ................................. 70
Hình 3.10e Diễn biến các chỉ tiêu octophotphat và tổng P, .................................... 70
thời gian lưu tổng 36h........................................................................................... 70
Hình 3.10f Diễn biến các chỉ tiêu N và P, thời gian lưu tổng 36h ........................... 71
Hình 3.11a Diễn biến nồng độ chất hữu cơ (COD), thời gian lưu tổng 36h, nồng độ

amoni đầu vào trong khoảng 210 mgN/l ................................................................ 73
Hình 3.11b Diễn biến nồng độ N tổng, thời gian lưu tổng 36h, nồng độ amoni đầu
vào trong khoảng 210 mgN/l ................................................................................. 74
Hình 3.11c Diễn biến nồng độ amoni, thời gian lưu tổng 36h, nồng độ amoni đầu
vào trong khoảng 210 mgN/l ................................................................................. 75
Hình 3.11d Diễn biến nồng độ nitrat, thời gian lưu tổng 36h, nồng độ amoni đầu
vào trong khoảng 210 mgN/l ................................................................................. 75
Hình 3.11e Diễn biến các chỉ tiêu otophotphat và P tổng, thời gian lưu tổng 36h,
nồng độ amoni đầu vào trong khoảng 210 mgN/l................................................... 76
Hình 3.11f Diễn biến các thành phần N và P, thời gian lưu tổng 36h, nồng độ amoni
đầu vào trong khoảng 210 mgN/l ........................................................................... 76
Hình 3.12a Diễn biến nồng độ chất hữu cơ (COD), thời gian lưu tổng 36h, nồng độ
amoni đầu vào trong khoảng 250 mgN/l ................................................................ 78
Hình 3.12b Diễn biến nồng độ N tổng, thời gian lưu tổng 36h, nồng độ amoni đầu
vào trong khoảng 250 mgN/l ................................................................................. 78
Hình 3.12c Diễn biến nồng độ amoni, thời gian lưu tổng 36h, nồng độ amoni đầu
vào trong khoảng 250 mgN/l ................................................................................. 79
Hình 3.12d Diễn biến nồng độ nitrat, thời gian lưu tổng 36h, nồng độ amoni đầu
vào trong khoảng 250 mgN/l ................................................................................. 79
Hình 3.12e Diễn biến các chỉ tiêu octophotphat và P tổng, thời gian lưu tổng 36h,
nồng độ amoni đầu vào trong khoảng 250 mgN/l................................................... 80
Hình 3.12f Diễn biến các thành phần N và P, thời gian lưu tổng 36h, nồng độ amoni
đầu vào trong khoảng 250 mgN/l ........................................................................... 80

4


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Ký hiệu

Tiếng Anh

Tiếng Việt

BOD

Biochemical Oxygen Demand

Nhu cầu oxy hóa sinh hóa

COD

Chemical Oxygen Demand

Nhu cầu oxy hóa hóa học

DO

Dissolved Oxygen

Oxy hịa tan

F/M

Food / Microorganisms

Tỷ lệ thức ăn / vi sinh vật

PU

Polyerutan

Vật liệu mang Polyerutan

SBR

Sequencing Batch Reactor

Kỹ thuật phản ứng theo mẻ

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TVTS

Thực vật thủy sinh

VSV

Vi sinh vật

XLNT

Xử lý nước thải

5


MỞ ĐẦU

Chăn nuôi là một trong hai lĩnh vực quan trọng trong nền nơng nghiệp (chăn
ni, trồng trọt), nó khơng những đáp ứng nhu cầu thực phẩm cho tiêu dùng hàng
ngày của mọi người dân trong xã hội mà còn là nguồn thu nhập quan trọng của hàng
triệu người dân hiện nay. Đặc biệt nơng nghiệp lại có ý nghĩa quan trọng đối với
nước ta khi có tới hơn 70% dân cư sống dựa vào nông nghiệp [7].
Sự gia tăng của các sản phẩm nông nghiệp kết hợp với nhu cầu về thực phẩm
ngày càng cao của cuộc sống đã thúc đẩy ngành chăn nuôi phát triển mạnh mẽ. Sự
phát triển bùng nổ của ngành chăn nuôi để đáp ứng các nhu cầu là một tất yếu.
Cơng nghiệp hóa chăn ni có thể là hệ quả tất yếu của chuỗi thực phẩm liên kết
theo chiều dọc và cung ứng cho các cửa hàng bán lẻ lớn, nhưng cũng có thể xảy ra
một cách độc lập.
Khi các nước tiến hành công nghiệp hóa họ đi theo mơ hình tổ chức vùng
chun canh. Chăn nuôi truyền thống dựa vào nguồn thức ăn sẵn có của địa phương
như đồng cỏ tự nhiên và phụ phẩm cây trồng. Những nguồn thức ăn sẵn có trên, giải
thích sự phân bố của ngành chăn ni gia súc nhai lại. Trong lúc đó phân bổ chăn
ni lợn và gia cầm lại sát với dân cư vì chúng chuyển hóa các vật phế thải thành
thịt và trứng. Ví dụ, ở Việt Nam, nước mới bắt đầu công nghiệp hóa 90% mơ hình
chăn ni gia cầm đều gắn với phân bố dân cư [4].
Khi cịn chăn ni nhỏ lẻ, kết hợp với việc sử dụng chất thải từ chăn ni
cho hoạt động sản xuất nơng nghiệp thì chất thải chăn ni từ các hộ gia đình gần
như khơng phải là một mối hiểm họa đối với môi trường.
Phát triển chăn nuôi bền vững, nhất là chăn nuôi lợn hàng hóa như thế nào
trong hồn cảnh cuộc sống của phần lớn các hộ nơng dân cịn chật vật khó khăn, đại
bộ phận người dân chăn nuôi theo kinh nghiệm; thiếu kiến thức chun mơn, ít
quan tâm về thơng tin thị trường, nếu có thì thiếu cụ thể; hiểu biết về sản xuất hàng
hóa chưa trở thành tiềm thức; kinh tế phát triển chưa đồng đều giữa các vùng,... là
những rào cản trong phát triển chăn ni lợn hàng hóa hiện nay.

6

Khi cơng nghiệp hóa chăn ni cộng với sự gia tăng mạnh mẽ về số lượng
đàn gia súc thì chất thải từ hoạt động chăn nuôi của các trang trại, gia trại đã làm
cho môi trường chăn nuôi đặc biệt là mơi trường xung quanh bị ơ nhiễm trầm trọng,
nó đã gây nên một làn sóng mới phản đối các trang trại chăn ni từ phía người dân
ở gần các trang trại. Theo báo cáo tổng kết của Viện chăn nuôi, hầu hết các hộ chăn
nuôi đều để nước thải chảy tự do ra môi trường xung quanh gây mùi hôi thối nồng
nặc, đặc biệt là vào những ngày oi bức. Tổng số VSV và bào tử nấm cũng cao hơn
mức cho phép rất nhiều lần. Ngoài ra nước thải chăn ni cịn có chứa coliform,
e.coli, COD , và trứng giun sán cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép [4].
Hiện nay với sự hội nhập quốc tế kèm với nó là sự gia tăng những quy định
về bảo vệ môi trường, ý thức ngày càng được nâng cao của cộng đồng về các vấn đề
môi trường thì vấn đề mơi trường nói chung và mơi trường chăn ni nói riêng đã
nhận được nhiều sự quan tâm của cộng đồng. Trên thế giới môi trường chăn nuôi đã
được đánh giá một cách khá toàn diện, một trong số đó là các nghiên cứu về xử lý
chất thải chăn nuôi.Tại Việt Nam, mặc dù đã phần nào cảm nhận được tác hại về
môi trường do chăn nuôi gây ra xong gần như chưa có một nghiên cứu đầy đủ nào
về quản lý, xử lý chất thải chăn ni.
Vì vậy, chúng tôi tiến hành “Nghiên cứu khả năng xử lý nƣớc thải chăn
nuôi bằng kỹ thuật tầng vi sinh chuyển động".
MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Đánh giá kĩ thuật tầng vi sinh chuyển động (Moving Bed Reactor) sử dụng
vật liệu mang polyuretan nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước thải giàu C và N.
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Tổng quan tài liệu xử lý nước thải chăn nuôi bằng kĩ thuật tầng vi sinh
chuyển động (Moving Bed Reactor) và kỹ thuật bùn hoạt tính lơ lửng hệ thống SBR
(Biological Activated Suspended Sludge) thường được áp dụng trong xử lý nước
thải chăn nuôi.
- Chọn vật liệu mang Polyuretan sử dụng trong kỹ thuật tầng vi sinh chuyển

7


động.
- Nghiên cứu khảo sát khả năng xử lý nước thải chăn ni bằng kĩ thuật bùn
hoạt tính lơ lửng hệ thống SBR và kĩ thuật tầng vi sinh chuyển động sử dụng vật
liệu mang Polyuretan trong các điều kiện hiếu khí, thiếu khí khi thay đổi:
+ Nồng độ tải N vào khác nhau;
+ Thời gian lưu nước và bùn khác nhau;
- So sánh, đánh giá hiệu quả xử lý và thông số năng suất xử lý C, N, P bằng
kỹ thuật bùn hoạt tính lơ lững và kỹ thuật tầng vi sinh chuyển động.

8


Chƣơng 1. TỔNG QUAN
1.1 Tình hình phát triển chăn ni trên thế giới và ở Việt Nam trong những
năm gần đây
Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi trên thế giới đã có nhiều biến
động cả về tốc độ phát triển, phân bố lại địa bàn và phương thức sản xuất,
đồng thời xuất hiện nhiều nhân tố bất ổn như gây ơ nhiễm mơi trường trầm
trọng, vệ sinh an tồn thực phẩm và nhiều dịch bệnh mới….
1.1.1 Tình hình chăn nuôi trên thế giới
Lương thực, thực phẩm và vệ sinh an tồn thực phẩm là vấn đề sống cịn của
nhân loại. Ngày nay nơng nghiệp có vai trị quan trọng cung cấp lương thực và các
loại thực phẩm nuôi sống cả nhân loại trên trái đất. Ngành chăn nuôi không chỉ có
vai trị cung cấp thịt, trứng, sữa là các thực phẩm cơ bản cho dân số của cả hành tinh
mà cịn góp phần đa dạng sinh học trên trái đất.
Số lượng vật nuôi theo số liệu thống kê của Tổ chức Nông lương thế giới FAO năm 2009 số lượng đầu gia súc và gia cầm chính của thế giới như sau: Tổng
đàn trâu 182,2 triệu con và phân bố chủ yếu ở các nước Châu Á, tổng đàn bò

1.164,8 triệu con, dê 591,7 triệu con, cừu 847,7 triệu con, lợn 887,5 triệu con, gà
14.191,1 triệu con và tổng đàn vịt là 1.008,3 triệu con... Tốc độ tăng về số lượng vật
nuôi hàng năm của thế giới trong thời gian vừa qua thường chỉ đạt trên dưới 1%
năm. Hiện nay các quốc gia có số lượng vật ni lớn của thế giới như sau: Về số
lượng đàn bò nhiều nhất là Brazin 204,5 triệu con, thứ hai Ấn Độ 172,4 triệu con,
thứ ba Hoa kỳ 94,5 triệu con, thứ tư là Trung Quốc 92,1 triệu con, thứ năm Ethiopia
và thứ sáu Argentina có trên 50 triệu con bị. Các cường quốc về chăn nuôi lợn của
thế giới: số đầu lợn hàng năm số một là Trung Quốc 451,1 triệu con, đứng thứ hai là
Hoa Kỳ 67,1 triệu con, thứ ba là Brazin 37,0 triệu con, Việt Nam đứng thứ 4 có 27,6
triệu con [8].
Về số lượng vật ni của thế giới, các nước Trung quốc, Hoa kỳ, Ấn Độ,
Brazin, Indonesia, Đức là những cường quốc, trong khi đó Việt Nam cũng là nước

9


có tên tuổi về chăn ni: đứng thứ 2 về số lượng vịt, thứ 4 về heo, thứ 6 về số lượng
trâu và thứ 13 về số lượng gà [22].
Phương thức chăn nuôi hiện nay của các nước trên thế giới có ba hình thức cơ
bản đó là: Chăn ni quy mô công nghiệp thâm canh công nghệ cao; Chăn nuôi
trang trại bán thâm canh; Chăn nuôi nông hộ quy mô nhỏ và quảng canh: Phương
thức chăn nuôi gia súc, gia cầm quy mô lớn thâm canh sản xuất hàng hóa chất lượng
cao chủ yếu ở các nước phát triển ở Châu Âu, Châu Mỹ, Châu Úc và một số nước ở
Châu Á, Phi và Mỹ La Tinh. Chăn nuôi công nghiệp thâm canh các công nghệ cao
về cơ giới và tin học được áp dụng trong chuồng trại, cho ăn, vệ sinh, thu hoạch sản
phẩm, xử lý môi trường và quản lý đàn. Các công nghệ sinh học và công nghệ sinh
sản được áp dụng trong chăn nuôi như nhân giống, lai tạo nâng cao khả năng sinh
sản và điều khiển giới tính. Chăn ni bán thâm canh và quảng canh gia súc gia cầm
tại phần lớn các nước đang phát triển ở Châu Á, Châu Phi, Mỹ La Tinh và các nước
Trung Đông. Trong chăn nuôi quảng canh, tận dụng, dựa vào thiên nhiên sản phẩm

chăn nuôi năng xuất thấp nhưng được thị trường xem như là một phần của chăn
nuôi hữu cơ. Chăn nuôi hữu cơ, chăn nuôi sạch đang được thực hiện ở một số nước
phát triển, sản phẩm chăn nuôi được người tiêu dùng ưu chuộng. Xu hướng chăn
nuôi gắn liền với tự nhiên đang được đặt ra cho thế kỷ 21 không chăn nuôi gà công
nghiệp trên lồng tầng và không chăn nuôi heo trên nền xi măng. Tuy nhiên chăn
nuôi hữu cơ năng xuất thấp, giá thành sản phẩm chăn nuôi cao thường là mâu thuẫn
với chăn nuôi công nghiệp quy mô lớn do đó đang là thách thức của nhân loại trong
mở rộng quy mô và phổ cập chăn nuôi hữu cơ [22].
1.1.2. Tình hình chăn ni ở Việt Nam
Phát triển chăn ni theo hướng tập trung và chun mơn hóa cao là
một trong những nội dung quan trọng trong quá trình cơng nghiệp hóa sản xuất
nơng nghiệp của nước ta trong thời kỳ phát triển mới. Theo kết quả điều tra dân
số, đến tháng 4 năm 2009, Việt Nam có tổng số dân là 85.789.773 người, là
một trong 10 quốc gia có mật độ dân số cao nhất trên thế giới (khoảng 260

10


người/km2) [20]. Nhu cầu thực phẩm trong điều kiện dân số tăng và đời sống
ngày càng được nâng cao đã và đang đặt ra cho các nhà quản lý nông nghiệp
phải nhanh chóng hiện đại hóa sản xuất nơng nghiệp. Trong khi diện tích
dành cho sản xuất nơng nghiệp ngày càng giảm do phát triển đô thị, công nghiệp,
giao thông và các cơng trình dịch vụ khác, phát triển chăn nuôi theo hướng tập
trung, nâng cao quy mô là xu thế tất yếu nhằm nâng cao năng suất và chất
lượng thịt, trứng, sữa cung cấp cho nhân dân và cho xuất khẩu.

Hình 1.1 Chăn ni thâm canh cơng nghiệp
Bảng 1.1 Số lượng đầu gia súc gia cầm và sản lượng sản phẩm chăn nuôi nước ta
năm 2009
Số lƣợng

Sản phẩm

Loại gia
súc

Đơn vị tính

1

Trâu

Ngàn con

2886,6

74960 tấn

2

Bị

Ngàn con

6103,3

257779 tấn

3

Lợn

Ngàn con

27627,7

2908,5 ngàn tấn

4

Ngựa

Ngàn con

102,2

5

Dê, cừu

Ngàn con

1375,1

6

Gia cầm

Triệu con

280,2

TT

Thịt hơi

518,3 ngàn tấn

Sữa, trứng

278190 tấn

5419,4 triệu
quả

Nguồn: Trương Thanh Cảnh, 2010.

11


1.2 Chất thải chăn nuôi
Chăn nuôi được xác định là một trong những ngành sản xuất tạo ra một
lượng chất thải nhiều nhất ra môi trường. Chất thải chăn nuôi là một tập hợp
phong phú bao gồm các chất ở tất cả các dạng rắn, lỏng hay khí phát sinh trong
q trình chăn ni, lưu trữ, chế biến hay sử dụng chất thải. Các chất thải chăn
nuôi được phát sinh chủ yếu từ:
- Chất thải của bản thân gia súc, gia cầm như phân, nước tiểu, lông, vảy
da và các phủ tạng loại thải của gia súc, gia cầm...
- Nước thải từ quá trình tắm gia súc, rửa chuồng hay rửa dụng cụ và thiết
bị chăn nuôi, nước làm mát hay từ các hệ thống dịch vụ chăn nuôi…

- Thức ăn thừa, các vật dụng chăn nuôi, thú y bị loại ra trong q trình chăn
ni.
- Bệnh phẩm thú y, xác gia súc, gia cầm chết.
- Bùn lắng từ các mương dẫn, hố chứa hay lưu trữ và chế biến hay xử lý chất
thải.
Nước thải chăn nuôi là hỗn hợp bao gồm cả nước tiểu, nước tắm gia súc, rửa
chuồng, phân. Nước thải chăn ni cịn có thể chứa một phần hay toàn bộ lượng
phân được gia súc, gia cầm thải ra. Nước thải là dạng chất thải chiếm khối lượng
lớn nhất trong chăn nuôi. Theo khảo sát của Trương Thanh Cảnh và các ctv trên
gần 1.000 trại chăn nuôi heo qui mô vừa và nhỏ ở một số tỉnh phía Nam cho thấy
hầu hết các cơ sở chăn ni đều sử dụng một khối lượng lớn nước cho gia súc. Cứ
1 kg chất thải chăn nuôi do lợn thải ra được pha thêm với từ 20 đến 49 kg nước.
Lượng nước lớn này có nguồn gốc từ các hoạt động tắm cho gia súc hay dùng để
rửa chuồng nuôi hành ngày… Việc sử dụng nước tắm cho gia súc hay rửa chuồng
làm tăng lượng nước thải đáng kể, gây khó khăn cho việc thu gom và xử lý nước
thải sau này [4].

12


Hình 1.2 Nước thải chăn ni gây ơ nhiễm mơi trường trầm trọng
Thành phần của nước thải rất phong phú, chúng bao gồm các chất rắn ở
dạng lơ lửng, các chất hịa tan hữu cơ hay vơ cơ, trong đó nhiều nhất là các
hợp chất chứa nitơ và photpho. Nước thải chăn ni cịn chứa rất nhiều vi sinh
vật, ký sinh trùng, nấm, nấm men và các yếu tố gây bệnh sinh học khác. Do ở
dạng lỏng và giàu chất hữu cơ nên khả năng bị phân hủy vi sinh vật rất cao.
Chúng có thể tạo ra các sản phẩm có khả năng gây ơ nhiễm cho cả mơi trường
đất, nước và khơng khí.
Nồng độ các chất ơ nhiễm trong nước thải phụ thuộc vào thành phần của
phân, nước tiểu gia súc, lượng thức ăn rơi vãi, mức độ và phương thức thu

gom (số lần thu gom, vệ sinh chuồng trại), lượng nước dùng tắm gia súc và vệ
sinh chuồng trại…
Bảng 1.2 Một số chỉ tiêu của nước thải chăn nuôi lợn
Chỉ tiêu
Độ màu
Độ đục
BOD5
COD
SS

Đơn vị
Pt - Co
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

Nồng độ
350 –870
420 – 550
3500 – 9800
5000 – 12000
680 –1200
(Nguồn: Trương Thanh Cảnh, 2010)

13


1.3 Khả năng gây ô nhiễm môi trƣờng của chất thải chăn ni
Ơ nhiễm chất thải chăn ni ngồi những ảnh hưởng cục bộ như mùi hơi,

ruồi, muỗi cịn có ảnh hưởng tới mơi trường đất, nước, khơng khí và gây ảnh hưởng
xấu đến sức khỏe của người dân.
+) Ô nhiễm khơng khí: do bụi và mùi hơi.
Mùi hơi do q trình phân huỷ kị khí chất thải chăn ni tạo ra khí N-NH3+,
H2S. Trong 3 – 5 ngày đầu, do vi sinh vật chưa kịp phân huỷ các chất thải nên mùi
hơi ít sinh ra, nhưng sau một thời gian sẽ xuất hiện mùi hơi rất khó chịu. Khí H2S có
mùi trứng thối đặc trưng, gây buồn nơn, chống, nhức đầu. Khí N-NH3+ kích thích
mắt và đường hơ hấp trên, gây ngạt ở nồng độ cao [7].
+) Ô nhiễm đất:
Chất thải chăn ni có thể dùng làm phân bón để tăng độ màu mỡ của đất, tăng
năng suất cây trồng. Tuy nhiên, khi đưa vào đất với nồng độ q nhiều, cây khơng hấp
thu hết sẽ tích tụ gây ngộ độc cây, ô nhiễm đất, ô nhiễm nước mặt và nước ngầm.
+) Ơ nhiễm nước:
Chất thải gia súc có thể gây nên hiện tượng phú dưỡng đối với nước mặt, ơ
nhiễm kim loại nặng và các loại kí sinh trùng, vi trùng gây bệnh.
Hiện tượng phú dưỡng là sự phát triển quá mức của tảo do dư thừa lượng
nitơ, photpho. Hiện tượng phú dưỡng sẽ làm cho DO, pH của nước biến động mạnh
theo các thời điểm trong ngày là tác nhân khó khăn thậm chí là mơi trường khơng
thể sống đối với thuỷ động vật. Trước lúc bình minh, lượng oxi trong nước thải giàu
dinh dưỡng hầu như cạn kiệt và pH có thể thấp hơn 5,5. Thời điểm cuối buổi chiều,
pH của một số ao hồ giàu dinh dưỡng có thể đạt giá trị trên 10, nồng độ oxi hoà tan
trong nước thường ở mức siêu bão hồ, có thể lên tới 20 mg/l. Sau khi tảo chết lắng
xuống lớp bùn đáy và tiếp tục bị phân huỷ trong điều kiện yếm khí. Trong điều kiện
phú dưỡng tỷ lệ thành phần tảo thường thay đổi theo chiều hướng bất lợi hình thành
nhiều loại tảo độc [5].
Tại Việt Nam, hiện trạng ô nhiễm do chăn nuôi gây ra đang ngày một ở mức
báo động. Xã Trực Thái (Nam Định) có 91,13% hộ ni. Kết quả mà cơ quan chức
năng thu được là mức khí độc NH3, H2S cao hơn mức cho phép 4,7 lần. Ơ nhiễm do
chăn ni và đặc biệt là chăn ni lợn thì khơng chỉ làm ơ nhiễm khơng khí mà cịn

14


ảnh hưởng nặng nề tới nguồn nước và tài nguyên đất [5].
Đồng Nai là địa phương đứng đầu cả nước về phát triển chăn nuôi, với khoảng
1,2 triệu con lợn nhưng nguồn nước mặt tại các vùng chăn nuôi (nhất là nuôi lợn) đã
bị ô nhiễm nặng. Nhiều hộ chăn ni cịn cho nguồn nước thải chăn ni tràn ra khu
vực quanh chuồng trại và cho thấm tự nhiên, gây nên tình trạng ơ nhiễm nặng bầu
khơng khí và mặt đất [5].
1.4 Công nghệ xử lý nƣớc thải chăn nuôi
Các loại nước thải đều chứa các tạp chất gây nhiễm bẩn có tính chất rất khác
nhau: từ các loại chất rắn khơng tan, đến các loại chất khó tan và những hợp chất
tan trong nước. Trong nuớc thải cũng có một lượng lớn các vi sinh vật gây bệnh và
các mầm bệnh gây ra các bệnh về đường ruột ở người. Nước thải cịn có các chất
dinh dưỡng kích thích sự sinh trưởng của thực vật thủy sinh và các chất độc. Nước
thải nếu không qua xử lý sẽ diễn ra quá trình phân hủy các chất hữu cơ tạo thành
một lượng lớn các chất khí có mùi hơi. Xử lý nước thải là loại bỏ các tạp chất đó,
làm sạch lại nước và có thể đưa nước đổ vào nguồn hoặc đưa vào tái sử dụng. Để
đạt được những mục đích đó chúng ta thường dựa vào đặc điểm của từng loại tạp
chất để lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp. Thơng thường có các phương pháp
xử lý nước thải như sau:
 Xử lý bằng phương pháp Cơ học
 Xử lý bằng phương pháp Hóa và Hóa lý
 Xử lý bằng phương pháp Sinh học
Xử lý nước thải trước hết nhằm mục đích cải thiện điều kiện vệ sinh môi
trường sống của con người và xa hơn nhằm duy trì cân bằng sinh thái, tạo điều kiện
phát triển bền vững lâu dài cho lồi người. Do tính linh hoạt và lan truyền thấp, các
chất gây ô nhiễm ở dạng rắn khó phát huy độc tính ơ nhiễm trên diện rộng. Ngược
lại các chất gây ô nhiễm môi trường khí (từ khí thải) thường gây ơ nhiễm trên diện
rất rộng, có tính chất tồn cầu. Diện gây ơ nhiễm từ các yếu tố nước thải nằm giữa

15


hai cực trên: ảnh hưởng tới chính nơi phát thải và vùng lân cận xung quanh.
Thành phần gây ô nhiễm trong nước thải, xét về khía cạnh tác động gây hại và
giải pháp cơng nghệ xử lý, có thể chia thành ba nhóm chính: chất hữu cơ có khả
năng phân hủy, thành phần dinh dưỡng và loại hợp chất hóa học cần đặc biệt quan
tâm. Chất hữu cơ có khả năng phân hủy khi thâm nhập vào trong nước sẽ tiếp tục bị
vi sinh vật sống trong môi trường tự nhiên phân hủy làm mất, suy giảm lượng oxy
hòa tan trong nước, gây ra mùi hôi, thúc đẩy nhiều loại vi sinh vật gây bệnh phát
triển. Mơi trường đó khơng phù hợp với điều kiện sống của phần lớn các loài thủy
động vật. Thành phần dinh dưỡng (cho thực vật) được quan tâm hơn cả là hợp chất
nitơ và photpho. Sự thâm nhập của các hợp chất này vào khu vực nhận nước gây ra
hiện tượng phú dưỡng (giàu dinh dưỡng), thúc đẩy tảo và các loại thủy thực vật phát
triển mạnh khó kiểm sốt về mật độ. Khi thủy thực vật, đặc biệt là tảo phát triển
mạnh thì mơi trường nước tại đó có sự dao động rất lớn về pH, oxy hịa tan, thế oxy
hóa khử theo Thời gian lưu tổng ngày/đêm. Trong mơi trường đó xuất hiện hiện
tượng bùng nổ tảo (nước nở hoa), khi đó tảo chết hàng loạt trong thời gian ngắn,
chìm xuống đáy, tiếp tục bị phân hủy trong tình trạng yếm khí và chu trình được tái
diễn liên tục. Trong mơi trường phú dưỡng, điều kiện sống (pH, oxy tan) biến động
liên tục và mạnh là những tác nhân gây khó khăn, thậm chí là mơi trường khơng thể
sống đối với nhiều lồi thuỷ, động vật.
Rất nhiều các giải pháp kỹ thuật được sử dụng để xử lý nước thải đã và đang
được sử dụng trong các điều kiện khác nhau như kỹ thuật huyền phù, cố định vi
sinh trên chất mang, kỹ thuật bùn hoạt tính, đĩa quay, lọc nhỏ giọt, tầng cố định,
tầng giãn nở, tầng linh động (lưu thể) hoặc tổ hợp (lai ghép) của các kỹ thuật trên.
Mỗi phương pháp kỹ thuật đều có những ưu, nhược điểm riêng. Xử lý các thành
phần gây ô nhiễm trong nước thải địi hỏi mức độ phát triển cơng nghệ khác nhau.
Việc xử lý mức độ khó và chi phí tốn kém đối với việc xử lý các chất thải chứa

thành phần chứa chất dinh dưỡng hay các hợp chất hoá học đặc biệt nêu trên [12].
Công nghệ xử lý nước thải ln được phát triển và hồn thiện trên cơ sở những
thành tựu mới về khoa học, kỹ thuật nhằm hạ giá thành xây dựng và vận hành hệ

16


thống xử lý nước thải cũng như nâng cao chất lượng nước sau khi xử lý. Một số
công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi hiện nay:
a) Bể phản ứng Aerotank (bể bùn hoạt tính hiếu khí)
Q trình chuyển hóa vật chất trong bể dựa trên hoạt động sống của các vi
sinh vật hiếu khí. Các vi sinh vật trong bể aerotank tồn tại ở dạng huyền phù, các
huyền phù vi sinh vật có xu hướng lắng đọng xuống đáy, do đó việc khuấy trộn các
dung dịch trong bể là điều cần thiết, có thể cung cấp khí cho bể aerotank bằng nhiều
cách: thổi khí, nén khí, làm thống cơ học, thổi-nén khí với hệ thống cơ học.
Có nhiều loại bể aerotank khác nhau tùy theo yêu cầu xử lý, tính kinh tế, diện
tích đất sử dụng mà chọn loại bể nào cho phù hợp: bể aerotank truyền thống, bể
aerotank với sơ đồ nạp nước thải theo bậc, bể aerotank tải trọng cao, bể aerotank có
ngăn tiếp xúc với bùn hoạt tính đã ổn định, bể aerotank làm thống kéo dài, bể
aerotank khấy trộn hoàn chỉnh,…
- Ưu điểm của bể Aerotank: đạt được mức độ xử lý cao, ít tạo mùi hơi, có
tính ổn định cao trong q trình xử lý.
- Nhược điểm: tốn nhiều diện tích và năng lượng.
b) Bể lọc kị khí
Là loại bể kín, phía trong chứa vật liệu lọc đóng vai trị như giá thể của vi
sinh vật dính bám nhờ đó vi sinh vật sẽ khơng bị rửa trơi theo dịng chảy.
Vật liệu lọc của bể lọc kị khí là các loại cuội, sỏi, than đá, xỉ, ống nhựa, tấm
nhựa hình dạng khác nhau. Kích thước và chủng loại vật liệu lọc được xác định dựa
vào cơng suất của cơng trình, hiệu quả xử lý chất hữu cơ (COD), tổn thất áp lực
nước cho phép, điều kiện nguyên vật liệu tại chỗ.

Nước thải có thể được cung cấp từ trên xuống hoặc từ dưới lên.
- Ưu điểm: có khả năng khử được 70 ÷ 90 % BOD, thời gian lọc ngắn, vận
hành đơn giản, ít tốn năng lượng.
- Nhược điểm: Thường hay bị tắc nghẽn, hàm lượng căn lơ lửng ra khỏi bể
lớn. Chưa xử lý được N, P.

17


c) Cơng nghệ chảy ngược qua lớp bùn yếm khí UASB
- Ưu điểm : Xử lý được tải lượng ô nhiễm cao, khơng cần vật liệu mang. Dễ
vận hành, ít tốn diện tích. Thu được khí metan. .
- Nhược điểm :
Nhược điểm lớn nhất của hệ là thời gian khởi động (tạo hạt bùn vi sinh) rất
lâu (tới 6 tháng) [4].
Khó kiểm sốt trạng thái và kích thước hạt bùn
Các hạt bùn thường không ổn định và rất dễ bị phá vỡ khi có sự thay đổi mơi
trường đặc biệt là khi chịu tác động cơ học
Hỗn hợp vi sinh vật yếm khí tham gia phân hủy chất hữu cơ trong bể thường
tồn tại lẫn trong pha khí, pha lỏng và pha rắn.
Chưa xử lý được N, P.
d) Bể khí sinh học (Biogas)
Đây là loại bể thích hợp và đang được sử dụng rộng rãi để xử lý nước thải
chăn nuôi lợn ở các vùng nông thôn ở Việt Nam và trên thế giới.
- Ưu điểm:
Kích thước bể có thể thay đổi, sinh ra khí metan, sử dụng các chất thải và
phụ phẩm trong nơng nghiệp.
Tạo ra lượng phân bón phục vụ cho nông nghiệp.
- Nhược điểm:
Tuổi thọ bể ngắn, hiệu quả xử lý chất hữu cơ (COD) thấp, dễ cháy nổ.

Không xử lý được các thành phần P.
e) Kỹ thuật SBR
SBR (sequencing batch reactor): Kĩ thuật phản ứng theo mẻ ln phiên là
dạng cơng trình xử lý nước thải dựa trên phương pháp bùn hoạt tính với ý nghĩa là
cùng sử dụng vi sinh để xử lý chất ô nhiễm trong nước thải, nhưng khác bùn hoạt
tính ở điểm hai giai đoạn sục khí và lắng diễn ra trong cùng một bể phản ứng
(khơng có bể lắng riêng).

18


Tương tự hệ bùn hoạt tính nâng cao, hệ thống SBR là hệ thống dùng để xử lý
nước thải sinh hoạt có chứa các chất hữu cơ và nitơ cao. Hệ thống hoạt động theo
chu kì, mỗi chu kì gồm các công đoạn nối tiếp nhau: bơm nước thải đầu vào - phản
ứng - lắng – hút/xả nước thải ra; trong đó cơng đoạn phản ứng bao gồm khử nitơrat
và nitơrit (nếu có) trong điều kiện thiếu khí (DO ~ 0, nếu có u cầu khử N) và ơxy
hố COD và N-amoni (nitrat, nitrit hố) trong điều kiện hiếu khí (DO ~ 2mg/l), quá
trình này phụ thuộc vào khả năng cấp khí, mật độ vi sinh và đặc điểm các chất bẩn
có trong nước thải đầu vào. Về nguyên tắc, quá trình vi sinh là quá trình hai mặt
nên một mặt sẽ là các q trình chuyển hố (xử lý các chất bẩn), mặt khác sẽ là tổng
hợp sinh khối vi sinh [7].
Các giai đoạn trong một Thời gian lưu tổng xử lý của hệ thống SBR bao gồm:
1. Giai đoạn làm đầy:
Nước thải được đưa vào hệ thống SBR với lượng nước đã định trước. Việc
đưa nước thải vào bể có thể được thực hiện ở 3 chế độ: làm đầy tĩnh, vừa làm đầy
vừa khuấy trộn (khi cần khử nitrat), làm đầy kèm sục khí (khi cần kéo dài thời gian
các phản ứng ơxy hố hữu cơ, nitrat hóa amoni). Nước thải được cấp vào và trộn lẫn
với bùn để lại từ mẻ trước [4].

Hình 1.3 Hệ thống SBR, giai đoạn nạp (có thể khuấy)

2. Giai đoạn phản ứng
Nước nạp và sau khi khuấy trộn (khử nitrat/nitrit), sẽ được sục khí nhằm thực
hiện q trình oxi hóa các hợp chất hữu cơ, giảm thiểu nồng độ chất hữu cơ, đồng
thời oxi hóa NH4+ thành NO2- và NO3- phục vụ cho quá trình khử nitrat diễn ra
trong giai đoạn nạp và khuấy trước đó [4].

19


Hình 1.4 Hệ thống SBR, giai đoạn phản ứng (sục khí, có thể khuấy)
3. Giai đoạn lắng:
Nước sau giai đoạn sục khí được để lắng trong thời gian khoảng 1 giờ. Trong
giai đoạn này, q trình oxi hóa vẫn được diễn ra nhưng với tốc độ chậm, chủ yếu
xảy ra quá trình lắng và cuối quá trình này nước thải và bùn sẽ được tách làm 2 pha:
nước trong ở phía trên được gạn xả ra ngồi. Lớp bùn và nước lắng ở phía dưới là
nguồn cung cấp NO3- để thực hiện quá trình khử nitrat ở giai đoạn cấp mẫu tiếp theo
[4].

Hình 1.5 Hệ thống SBR, giai đoạn lắng (máy khuấy, máy khí tắt)
4. Giai đoạn xả nước ra
Nước đã lắng trong (nước thải đã xử lý) sẽ được qua hệ thống thu nước xả ra
khỏi bể SBR; đồng thời trong q trình này lượng bùn dư cũng có thể được xả ra ngoài.

20


Nước sau xử lý thường được xả qua hệ khử trùng (nếu thải ra môi trường), hoặc bỏ qua
khử trùng đi xử lý tiếp bằng hệ thủy thực vật nhằm ổn định trước khi xả [4].

Hình 1.6 Hệ thống SBR, giai đoạn xả (mở van xả nước, có thể xả bùn)

Ƣu điểm kỹ thuật SBR:
- Khi thiết kế hệ thống SBR khơng cần xây dựng bể điều hịa, bể lắng, vì
các quá trình đã được rút gọn trong một bể.
- Thiết kế đơn giản, giảm diện tích và chi phí.
- Vận hành đơn giản.
Nhƣợc điểm:
-

Không áp dụng được trong trường hợp chạy cao tải.

-

Bùn sinh ra tương đối nhiều.

-

Không xử lý được hàm lượng P.

-

Hiệu suất khử nitrat, nitrit thấp.

Các thông số cần xác định khi áp dụng kỹ thuật SBR:
-

Dung tích hữu ích của bể

-

Lượng bùn tích lũy trong bể.

21


-

Chiều cao an toàn từ lớp bùn đến mực nước phải xả.

-

Lượng oxi cần cung cấp.

-

Nồng độ đầu vào các chất ô nhiễm.

-

Thời gian cho từng giai đoạn trong bể.

f) Kỹ thuật tầng vi sinh chuyển động
Thuật ngữ tầng vi sinh là một tập hợp gồm nhiều tế bào vi sinh vật gắn kết với
nhau trên bề mặt tạo thành. Tầng vi sinh hay cịn gọi là Biofilm có thể gồm một hay
nhiều chủng vi sinh vật khác nhau, có thể được tạo ra ở trên bề mặt của nhiều loại
vật liệu khác nhau: nhựa, kim loại, kính, gỗ, dụng cụ y tế, đồ ăn… Biofilm có tác
dụng bảo vệ vi sinh vật chống lại tác động của các yếu tố bất lợi của mơi trường
sống. Biofilm được hình thành từ các loài vi sinh vật khác nhau bao gồm cả vi
khuẩn Gram dương và Gram âm như Escheriachia coli, Pseudomonas aeruginosa,
Vibrio cholera, Streptococcus sp., Bacillus subtilis…[15].
Tính chất và vai trò của tầng vi sinh:

- Bảo vệ cơ thể vi sinh vật khỏi hệ thống phịng thủ của chính vật chủ hay vi
sinh vật kẻ thù. Các vi sinh vật sống trên biofilm khi liên kết với nhau thường có
khả năng chống chịu cao với các chất kháng khuẩn so với tế bào sống tự do trong
môi trường nuôi cấy (độ chống chịu có thể cao hơn tới 1000 lần).

Hình 1.7 Một số cấu trúc điển hình của màng vi sinh (dạng xếp lớp, dạng
hình nấm, dạng hợp lưu và dạng lông mao; kể từ trên xuống, từ trái sang phải)
- Chống lại sự mất nước.

22