Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng dòng chảy bề mặt sử dụng cây sậy và thủy trúc (Khóa luận tốt nghiệp)

Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng dòng chảy bề mặt sử dụng cây sậy và thủy trúc (Khóa luận tốt nghiệp)Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng dòng chảy bề mặt sử dụng cây sậy và thủy trúc (Khóa luận tốt nghiệp)Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng dòng chảy bề mặt sử dụng cây sậy và thủy trúc (Khóa luận tốt nghiệp)Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng dòng chảy bề mặt sử dụng cây sậy và thủy trúc (Khóa luận tốt nghiệp)Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng dòng chảy bề mặt sử dụng cây sậy và thủy trúc (Khóa luận tốt nghiệp)Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng dòng chảy bề mặt sử dụng cây sậy và thủy trúc (Khóa luận tốt nghiệp)Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng dòng chảy bề mặt sử dụng cây sậy và thủy trúc (Khóa luận tốt nghiệp)

L I C

Xu t phát t nguy n v ng c a b c s nh t trí c ng

i H c Nông Lâm Thái Nguyên, Khoa CNSH & CNTP o

u ki n giúp tôi th c hi n và hoàn thành b n khóa lu n này

Tôi xin g i l i c m ân thành t i Ban giám h i h c

u ki n thu n l i giúp tôi trong quá trình h c t hoàn thành khóa luân t t nghi p

Hàn Lâm Khoa H c và Công Ngh Vi t Nam, phòng Vi sinh V ng

cho phép, t u ki ng d n tôi hoàn thành bài khóa lu n t t nghi p

Xin g i l i c Nguy t và toàn th cán b , nhân viên phòng Vi Sinh V ng và Phòng Th y Sinh h c

nhi tôi trong quá trình th c hi tôi có th hoàn thành bài khóa lu n này

Tôi r t mong nh n c nh ng ý ki a quý th y cô và các

Tôi xin chân thành c

Thái Nguyên ngày 30/5/2015

Sinh viên

Linh

DANH M C B NG

B ng 2.1 Thành ph c th i sau x lý k khí b ng h m biogas t i

Trung tâm nghiên c u l n Th 5

B ng 2.2 M t s th c v t th y sinh tiêu bi u 9

B ng 2.3 Nhi m v c a th c v t th y sinh trong h th ng x c th i 10

B ng 4.1 N các ch tiêu ô nhi c th u vào (mg/l) 29

B ng 4.2 N trung bình c a các ch tiêu u ra c a h th ng n x lý sau khi k t thúc thí nghi m 30

B ng 4.3.Hi u su t x lý amoni c a h th ng thí nghi m theo th i gian 31

B ng 4.4 Hi u su t x lý nitrit c a h th ng thí nghi m theo th i gian 32

B ng 4.5 Hi u su t x lý nitrat c a h th ng thí nghi m theo th i gian 34

B ng 4.6 Hi u su t x lý TN c a h th ng thí nghi m theo th i gian 35

B ng 4.7 Hi u su t x lý phosphate c a h th ng thí nghi m theo th i gian 36

B ng 4.8 Hi u su t x lý TP c a cây h th ng thí nghi m theo th i gian 38

B ng 4.9 Hi u su t x lý COD c a h th ng thí nghi m theo th i gian 39

B ng 4.10 N trung bình c a các ch tiêu u và u ra c a h th ng n x lý sau khi k t thúc thí nghi m 41

B ng 4.11 Hi u su t x lý amoni c a h th ng theo th i gian 42

B ng 4.12 Hi u su t x lý nitrit c a h th ng theo th i gian 43

44

B ng4.14 Hi u su t x lý TN c a h th ng thí ngh m theo th i gian 46

B ng 4.15 Hi u su t x lý PO4 3-c a h th ng thí nghi m theo th i gian 47

B ng 4.16: Hi u su t x lý TP c a h th ng thí nghi m theo th i gian 48

B ng 4.17 Hi u su t x lý COD c a h th ng theo th i gian 49

B ng 4.18 Hi u su t x lý trung bình c a h th ng hai t ng 50

DANH M C HÌNH

Hình 2.1 Mô hình dòng ch y trên b m t 7

x lý t ng quát quá trình x c th i có TVTS 8

Hình 2.3 : Cây s y 11

Hình 2.4 Cây th y trúc 12

quá trình x c có TVTS làm giá th 13

b trí h th ng thí nghi m 21

Hình 3.2: D c th u vào vào h th ng 22

Hình 3.3.B tr ng cây s y 22

Hình 3.4 B tr ng th y trúc 23

Hình 3.5 B trí các h th ng thí nghi m 24

Hình 4.1 Bi hi u su t x lý amoni c a h th ng thí nghi m theo th i gian 31

Hình 4.2.Bi hi u su t x lý nitrit c a h th ng thí ngh m theo th i gian 32

Hình 4.3.Bi hi u su t x lý nitrat c a h th ng thí nghi m theo th i gian.34 Hình 4.4.Bi hi u su t x lý TN h th ng thí nghiêm theo th i gian 35

Hình 4.5 Bi hi u su t x lý PO 4 3-c a h th ng thí nghi m theo th i gian 37

Hình 4.6.Bi hi u su t x lý TP c a h th ng theo th i gian 38

Hình 4.7 Bi hi u su t x lý COD c a h th ng theo th i gian 39

Hình 4.8 Bi hi u su t x lý amoni c a h th ng theo th i gian 42

Hình 4.9 Bi hi u su t x lý nitrit c a h th ng theo th i gian 43

45

Hình 4.11: Bi hi u su t x lý TN c a h th ng thí nghi m theo th i gian 46 Hình 4.12 Bi hi u su t x lý PO 4 3- c a h th ng theo th i gian 47

Hình 4.13.Bi hi u su t x lý TP c a h th ng thí nghi m theo th i gian 48

Hình 4.14 Bi hi u su t x lý COD c a h th ng thí nghi m theo th i gian 49

M C L C

PH N 1 M U 1

t v 1

1.2 M u 2

1.3 M c tiêu c a nghiên c u 2

a nghiên c u 3

u khoa h c .3

c ti n 3

PH N 2 T NG QUAN TÀI LI U 4

2.1.T ng quan v c th nuôi l n 4

2.1.1 Ngu n phát th i .4

2.1.2 Thành ph n, tính ch t c c th 4

2.1.3 Các bi n pháp x c th 6

2.2 Công ngh dòng ch y b m t (Free water surface - FWS) 6

2.3.Th c v t th y sinh và vai trò x c th i c a chúng 7

m c a cây s y 11

m c a cây th y trúc 12

x c th i c a th c v t th y sinh 13

2.3.4 Nh m c a vi c s d ng th c v t th x lý c th i 14

2.4.T ng quan nghiên c c 15

2.4.1.Nghiên c c 15

2.4.2.Các nghiên c c 16

PH NG, N U 19 ng và ph m vi nghiên c u 19

ng nghiên c u 19

3.1.2 Ph m vi nghiên c u 19

m và th i gian nghiên c u 20

3.3 N i dung nghiên c u 20

u 20

u ch nh n các ch t ô nhi c th u vào 20

trí thí nghi m 21

d ng 24

lý s li u 25

y m u 25

25

PH N 4 K T QU NGHIÊN C U VÀ TH O LU N 29

4.1 K t qu u ch nh n các ch tiêu ô nhi c th u vào 29 4.2.Hi u qu x lý c a h th ng thí nghi m t ng 8l/ngày 29

4.2.1.Hi u qu x lý amoni (NH4 + ) 30

4.2.2.Hi u qu x lý nitrit (NO2 -) 32

4.2.3 Hi u qu x lý nitrat (NO3-) 33

4.2.4 Hi u qu x lý t 35

4.2.5.Hi u qu x lý phosphate (PO4 3-) 36

4.2.6.Hi u qu x lý t ng phosphor (TP) 37

4.2.7.Hi u qu x lý COD 39

u qu x lý các ch t ô nhi m c a t ng 8l/ngày 40

4.3 Hi u qu x lý các ch t ô nhi c th i c a h th ng thí nghi m t ng 15l/ngày 41

4+) 42

4.3.2.Hi u qu x lý nitrit (NO2 -) 43

4.3.3.Hi u qu x lý nitrat (NO3-) 44

4.3.4.Hi u qu x lý TN 45

4.3.5.Hi u qu x lý phosphate (PO4 3-) 47

4.3.6.Hi u qu x lý t ng phosphor(TP) 48

4.3.7.Hi u qu x lý COD 49

u qu x lý c a h th ng thí nghi m t ng 15l/ngày 50

4.4 So sánh hi u qu x lý các ch t ô nhi m hai t ng 8l/ngày và 15l/ngày 50 B ng 4.18 Hi u su t x lý trung bình c a h th ng hai t ng 50

PH N 5 K T LU N VÀ KI N NGH 52

5.1 K t lu n 52

5.2 Ki n ngh 53

N 1

c g n li n v i cu c s ng c i Tuy nhiên, bên c nh nh c cho s phát tri n kinh t - xã h i, vi c phát

thoái ch t, ch c và không khí xung quanh các khu v c

ph n l n khí gây hi u ng nhà kính, bi i khí h u [11]

ngành nông nghi p Hi n nay, trong b i c nh th

c c nh tranh, v ki m soát d ch b nh nên

Theo báo cáo t ng k t c a vi 14], h u h t các h

n ng n c bi t là vào nh ng ngày oi b c N khí H2S và NH3 cao

c cho phép kho ng 30-40 l n.[2]

các trang tr u h t vi c x lý ch t th i c nuôi là l t

x lý toàn b ch t th i mà ch c 50- ng ch t th i c a trang tr i[6] Tuy nhiên , v i nhi u trang tr m Biogas, có h th ng x lý ch t

cs(2006) [6] Vi c s d ng b Biogas t i các trang tr n ti n cho

s d ng ch t th i và khai thác ngu c th i sau bBiogas v n còn nhi u ch t gây ô nhi m mô ng c c x c khi

ch y b m t nh k t h p cây s y và thu trúc ng t i công ngh x lý

1.3 M c tiêu c a nghiên c u.

nh hi u su t x lý c a h th i v i các ch ng,N_NO3

-, N_NO2

, N_NH4

-+, Ph t pho t ng, phosphate, COD

c l n này có ngu n g c t các ho ng t m cho gia súc hay dù

r a chu ng nuôi h c s d c t m cho gia súc hay r a

c th i sau này

c ti ng th a, lót, xác xúc v t ch t, các

ng ch t th n ô nhi m và lan truy n

a Các ch t h

protide, acid amin, ch t béo, hydratecacbon và các d n xu t c a chúng có trong phân, th a H u h t là các ch t h phân h y Ngoài ra, các ch m 20-30% g m:cát, t, mu i, ure, amonium, mu i chlorua, sunfat

Vi sinh v t, vi khu n hình : E.coli, Streptococcus sp, Salmonella sp,

Shigenla sp, Proteus, Clostridium sp.

lo i b sinh h c: ho ng c a vi khu ng v t nguyên sinh và quá trình ch t t nhiên Theo PGS.TS Nguy n Th Loan[8]

2.3 Th c v t th y sinh và vai trò x c th i c a chúng.

- Th c v t th y sinh thu c loài th o m c, thân m m Th c v t th y sinh

p chuy n hóa CO2 c thành ch t h

t th c v t s ng trên c n, nh quá trình quang h t o ra các ch t h

xây d ng nên t bào và t o ra sinh kh i Th c v t ch tiêu th các ch

- Nhóm th c v t th y sinh s ng trôi n i: bèo t m ( Lemna minor), bèo

Nh t b n( Eichhornia crassipes), lo i này có thân, lá n i trên m c, ch có

- Nhóm th c v t th y sinh s ng n i: s y( pharagmites communis), lau (Cirpus lacustris), th y trúc (Cyperus alternifolius Linn) Lo i này có b r

c t, bùn còn ph n thân chìm tr c, ph n còn l i và lá phía trên M c thích h p cho cây là >1,5m

Hydrilla Hydrilla verticillate

Water Milfoil Myriophyllum

D c và kh khu n c a r cây s y, nên chúng

c ng d ng vào x lý ch t th i nói chung và x c th n nói riêng [15, 27]

vi sinh

[27]

Hình 2.3 : Cây

NO3 -

NO2 -

.Theo [18

-60%

21]

-h

ng - Vi n Hàn Lâm KH & CN Vi t Nam

- Th i gian: t tháng 12 n tháng 5/2015

tiêu quan tr c (COD, TN, TP, NH4

+, NO3

, NO2

,

Trong các d ng N thì d ng amoni (NH4

+) là ch y u (703,82 892,11mg/l)

sinh v t nói chung và th c v t trong các lý do

c c th i s d ng trong nghiên c u này

-rong quá trình nitrat hóa K t qu nghiên c u x lý hi u khí-thi u

(Sequencing Batch Reactor) cho th y hi u qu x t trên 90% [9]

u ch nh: ti n hành pha loãng m u c th i và b sung dung

d ch KNO310000mg/l và dung d ch COD 10000mg/l, dung dich KH2PO4

u ch nh n NO3

, COD và P

-3.4.2 trí thí nghi m.

- Mô hình làm b ng thùng x p có d ng hình hôp ch nh t v c

45 cm x 32 cm x 28 cm (chi u dài x r ng x sâu)

thêm m t l p lót b ng nilong bên trong

H th ng bao g m các b t liên t c nhau

B tr ng cây th y trúc.

- Cây th c c nh vào các l c khoét trên n p thùng x p

ng kính kho ng 4cm, sao cho ch

Hình 3.5 B trí các h th ng thí nghi m

- p tài li u: t ng h p, tham kh o nh ng tài li u,

nh tài, nh ng công trình nghiên c u có liên quan

hình thí nghiêm, ch y mô hình và theo dõi các v phát sinh trong th i gian nghiên c u

Sau khi phân tích các ch c k t qu n các ch tiêu (mg/l), ti n hành tính hi u su t x lý c a t ng h th ng riêng bi t và c a h

- Th m l y m u: l y m u phân tích sau khi h th ng v c các ngày khác nhau c th :

+ t ng 8l/ngày: 7 ngày, 13 ngày, 29 ngày

+ t ng 15l/ngày: 2 ngày, 6 ngày, 9 ngày

Phân tích COD (nhu c u oxy hóa h c)

thành CO2 và H2O b i ch t oxy hóa m nh (K2Cr2O7) trong mô ng acid

M ng bi c K2Cr2O7 c thêm vào m c s b acid hóa v i

Ch t h Cr2O7

+ H+ 3+ + CO2+ H2O

(sulfanilamide trong dung d chuy n h t nitrite thành d ng mu i diazo Mu i này s d dàng ph n ng v i thu c th N-Naphthyl-1

- ng axit, brucine sulfate ph n ng v i ion nitrate 100oC

chuy n hoá toàn b ph tpho h u v d ng ph

ng axit v i s có m t c a kali persunphate K2S2O8

- Cách làm: cho 5ml m ng nghi m, cho thêm 1 gi t

r i ti n hành so màu v i m i ch ng

- nh NH4+ s chuy n hóa thành NH3, NH3

m i hình thành và NH3 s n có trong m c s tác d ng v i ph c ch t Indo mercurate kalium (K2HgI4), hình thành ph c ch

m hay nh t tùy thu ng NH3có trong m c

nh N t ng (mg/l)

N 4 K

ô vào.

quan tr ng 4.1

NH 4 +

NO 2 -

NO 3 -

B ng 4.2 N trung bình c a các ch tiêu u ra c a

h th n x lý sau khi k t thúc thí nghi m

Giá tr trung bình u vào c a h th c s d tính hi u su t

x lý c a S y và giá tr trung bình S y chính là giá tr u vào c c th i vào h th ng có Thu y, sau 29 ngày thí nghi m, trung bình

+

).

i v i hi u qu x lý amoni c a h th ng, b ng 4.2 cho th ng amoni sau khi ra kh i h th ng gi m còn 13,4 mg/l ( b ng 4.2) g t tiêu

Hi u su t x lý amoni c a s y và th y trúc khá cao và khác nhau các

n Th a m t b thí nghi m là kho ng 5 ngày, sau 7 ngày

k t qu phân tích cho th y hi u su t x lý amoni c a b S t 59,9 % trong

th i ra kh i b Thu trúc là kho ng 1 y, k t qu phân tích

th m 13 ngày ph n u su t x lý amoni c a thu trúc

Hi u qu x lý nitrit c a h th ng sau 29 ngày r t hi u su t

sau khi v c 7 ngày hi u su t x ký nitrit c a c hai b r t th p h u

ng 0 K t qu y là do n này vi khu n nitrat hóa còn

ph m trung gian c a quá trình nitrat hóa là nitrit còn r t cao a th i

c th a c h th ng (10 ngày) nên không

s y là 86,5% , th y trúc là 81,0%, và hi u su t chung c a c h th ng là

88,5%, s u su t l i gi m rõ r t th i gian 29 ngày n 13 ngày sau v n hành quá trình kh nitrat di n ra m nh d ng nitrat

gi m m nh nên hi u su t x lý cao nh n sau 29 ngày v n hành,

ng nitrat trong h th ng cao, cho th y, ho ng c a vi khu n

nitrobacter chuy n hóa nitrit thành nitrat m nh và th c v t trong h th ng h p

th kém v i nitrat

Hi u su t x lý nitrat c a h th ng s y và th y trúc t ng này

i hi u su t trung bình c a b S y là 48,3%, còn b th y trúc là 46,9%

Qua k t qu nghiên c u chúng tôi nh n th y h th ng S y và Th y trúc có

hi u su t x lý N khá t t V i t u vào trung bình là 106,6 mg/l và khi

B ng 4.6 và hình 4.4 cho th y th i gian x lý khác nhau thì hi u su t x

c h th ng (10 ngày) nên không ph c hi u su t x lý chung c a c

h th ng, sau 13 ngày hi u su t x l t 57,2%, và sau 29 ngày là 61,2% Tuy nhiên, hi u su t x lý c a h th ng khá nh

Hi u qu x lý phosphate c a h th ng thí nghi m khá cao và nh

th ng trung bình là 9,4 mg/l, sau khi qua x

K t qu này còn cho th y, hi u su t x lý phosphate c a S y t

v i th y trúc v i hi u su t x lý trung bình qua b s t 57,0%, còn qua b

t là 47,6% và 38,5%, sau 29 ngày là 49,2% và 46,7% y t t c các

n nghiên c u hi u su t x lý TP c a b s th y trúc

T = = ~ 2.5 (ngày)

3)

thí nghi m v i t ng 8L/ngày, t ng 15 L/ngày, hi u

su t x lý c a b s c tính d a trên giá tr u vào c a các chtiêu và giá tr th m l y m u 2, 6 và 9 ngày Hi u su t toàn h th c tính t i th m 6 ngày (do th a hai b kho ng 5 ngày) v i giá

tr u vào và giá tr ng th u vào c a b Thu trúc là giá

Hi u su t x lý amoni c a h th t giá tr trung bình là 60,0% Cho

th y quá trình nitrat hóa chuy n hóa amoni thành nitrat di n ra r t m nh V i

vào h th ng trung bình là 39,4 mg/l, sau khi qua x lý hàm

y th m phân tích sau 6 ngày v n hành

hi u su t cao nh t cho th y h th ng có s thích nghi t t v i t ng amoni, nói cách khác th c v t h p th t t amoni

Ngoài ra, k t qu phân tích còn cho th y hi u qu x lý amoni c a h

Hi u qu x lý nitrit c a h th t hi u su t trung bình là 58,3% Cho th y quá trình chuy n hóa nitrit thành nitrat trong h th ng di n

ra khá m nh b tr ng s y hi u qu t giá tr cao nh t t i th m phân tích sau khi v n hành h th c 2 ngày v i hi u su t 90,7%,

b th y trúc hi u su t x lý này cao nh t th m phân tích sau khi v n hành h th c 6 ngày v i 91,1%

Hình 4.10

gian.

Hi u su t x lý nitrat c a h th ng qua các th m phân tích không chênh

l ch l n, hi u su t trung bình c a c h th ng th m 6 ngày sau khi v n hành h th ng là 85,9%, và sau 9 ngày là 85,1%, cho th y quá trình x lý nitrat c a h th ng khá nh y n này có th h vi sinh v t

Hi u su t x lý TN trung bình c a c h th ng là 60,0%, hi u su t này khác nhau n phân tích và khác nhau khi qua m i h th c trình bày b ng 4.14 và hình 4.11.

Hi u su t x lý phosphate c a h th ng khá nh v i giá tr trung bình

t 38,5% Hi u su n theo th m phân tích v i các giá tr qua

n 6 ngày, 9 ngày l t là 56,7%, 58,8% 9 (b ng 4.15 và hình 4.12)

3-Do hi u qu x lý P c a TVTS nói chung di n ra khá ch m, nên trong

m t gi i h n th i gian khi v n hành h th ng, th i gian càng lâu thì hi u su t x

qu x lý P b ng TVTS di n ra khá ch m nên trong m t gi i h n th i gian

Hi u su t x t giá tr cao nh t th m phân tích 6 ngày sau khi

v n hành h th ng v i 62,0%

Nhìn vào bi hi u su t (hình 4.14) còn cho th y rõ r ng hi u su t x lý COD c a c y s y t u so v i cây th y trúc