Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng công nghệ dòng chảy phối hợp sử dụng bèo tây và cỏ Vetiver (Khóa luận tốt nghiệp)

Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng công nghệ dòng chảy phối hợp sử dụng bèo tây và cỏ Vetiver (Khóa luận tốt nghiệp)Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng công nghệ dòng chảy phối hợp sử dụng bèo tây và cỏ Vetiver (Khóa luận tốt nghiệp)Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng công nghệ dòng chảy phối hợp sử dụng bèo tây và cỏ Vetiver (Khóa luận tốt nghiệp)Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng công nghệ dòng chảy phối hợp sử dụng bèo tây và cỏ Vetiver (Khóa luận tốt nghiệp)Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng công nghệ dòng chảy phối hợp sử dụng bèo tây và cỏ Vetiver (Khóa luận tốt nghiệp)Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng công nghệ dòng chảy phối hợp sử dụng bèo tây và cỏ Vetiver (Khóa luận tốt nghiệp)Xử lý nước thải chăn nuôi lợn bằng công nghệ dòng chảy phối hợp sử dụng bèo tây và cỏ Vetiver (Khóa luận tốt nghiệp)

L I C

u ki n th c hi n khóa lu n t t nghi

n ng d n, gi ng d y trong su t quá trình h c t p, nghiên c u và rèn luy n t i h c Nông lâm Thái Nguyên

Em xin chân thành c n Công ngh ng Vi n Hàn lâm

DANH M C B NG VI T T T

DANH M C B NG

Trang

B ng 2.1 Thành ph c th i c a m t s tr i t p trung 4

B ng 2.2 M t vài thông s i v i ch c[12] 4

B ng 2.3 Các thành ph n quan tr ng c c th n công ngh x lý 5

B ng 3.1.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 16

B ng 4.1 N trung bình các ch tiêu sau khi x lý qua h th ng t ng 8 lít/ngày 25

B ng 4.2.Bi ng hi u su t x lý NH4+ qua các l n phân tích 26

B ng 4.3 Bi ng hi u su t x lý NO2-qua các l n phân tích 27

B ng 4.4 Bi ng hi u su t x lý NO3-qua các l n phân tích 28

B ng 4.5 Bi ng hi u su t x lý T-N qua các l n phân tích 29

B ng 4.6 Bi ng hi u su t x lý PO43-qua các l n phân tích 30

B ng 4.7.Bi ng hi u su t x lý T-P qua các l n phân tích 31

B ng 4.8.Bi ng hi u su t x lý COD qua các l n phân tích 32

B ng 4.9.N trung bình c a các ch tiêu sau khi x lý qua h th ng t ng 15 lít/ngày 34

B ng 4.10.Bi ng hi u su t x lý NH4+qua các l n phân tích 34

B ng 4.11 Bi ng hi u su t x lý NO2-qua các l n phân tích 36

B ng 4.12 Bi ng hi u su t x lý NO3-qua các l n phân tích 37

B ng 4.13 Bi ng hi u su t x lý T-N qua các l n phân tích 38

B ng 4.14 Bi ng hi u su t x lý PO43-qua các l n phân tích 39

B ng 4.15 Bi ng hi u su t x lý T-P qua các l n phân tích 40

B ng 4.16 Bi ng hi u su t x lý COD qua các l n phân tích 42

B ng 4.17 Hi u su t x lý trung bình c a h th ng qua 2 t ng 43

DANH M C HÌNH

Trang

Hình 2.1.B trí h th ng ph i h p bèo tây và c Vetiver 19

Hình 2.2 H th ng nh gi c th i 20

Hình 4.1 Hi u su t x lý NH4+ qua các l n phân tích 26

Hình 4.2.Hi u su t x lý NO2-qua các l n phân tích 27

Hình 4.3.Hi u su t x lý NO3-qua các l n phân tích 28

Hình 4.4 Hi u su t x lý T-N qua các l n phân tích 29

Hình 4.5 Hi u su t x lý PO43-qua các l n phân tích 30

Hình 4.6 Hi u su t x lý T-P qua các l n phân tích 32

Hình 4.7 Hi u su t x lý COD qua các l n phân tích 33

Hình 4.8 Hi u su t x lý NH4+qua các l n phân tích 35

Hình 4.9 Hi u su t x lý NO2-qua các l n phân tích 36

Hình 4.10 Hi u su t x lý NO3-qua các l n phân tích 37

Hình 4.11 Hi u su t x lý T-N qua các l n phân tích 39

Hình 4.12 Hi u su t x lý PO43-qua các l n phân tích 40

Hình 4.13 Hi u su t x lý T-P qua các l n phân tích 41

Hình 4.14 Hi u su t x lý COD qua các l n phân tích 42

M C L C

Trang

L I C i

DANH M C B NG VI T T T ii

DANH M C B NG iii

DANH M C HÌNH iv

M C L C v

Ph n 1 : M U 1

t v 1

1.2 M u 2

1.3 M c tiêu nghiên c u 2

Ph n 2 : T NG QUAN TÀI LI U 3

c i m c a n c th i ch n nuôi l n 3

2.1.1 Ngu n phát sinh 3

2.1.2 Thành ph n, tính ch c th 3

2.2 T ng quan x c th i b ng th c v t th y sinh 5

2.2.1.Vai trò c a th c v t th y sinh trong x c th i .6

lo i b ch t ô nhi m c a th c v t th y sinh 7

m khi s d ng th c v t th y sinh trong x c th i 8

2.2.4.Các mô hình công ngh s d ng th c v t th y sinh trong x c ô th i, c ô nhi m 9

2.2.5 Bèo tây và kh c th i 10

2.2.6 C Vetiver và kh c th i 11

2.3.Các nghiên c u trong c v x c th i b ng th c v t th y sinh 12

2.3.1 Các nghiên c u c c trên th gi i 12

2.3.2 Các nghiên c u t i Vi t Nam .13

Ph n 3 : NG, N U 16

ng và ph m vi nghiên c u 16

ng nghiên c u 16

3.1.2 Ph m vi nghiên c u 18

m và th i gian ti n hành nghiên c u .18

3.3 N i dung nghiên c u 19

u 19

trí và v n hành thí nghi m 19

c th i 20

Ph n 4: 25K T QU NGHIÊN C U VÀ TH O LU N 25

c th i c a bèo tây và c Vetiver t ng 8 lít/ngày 25

u qu x lý N-NH4+c a bèo tây và c Vetiver 26

lý NO2-c a bèo tây và c Vetiver 27

lý NO3-c a bèo tây và c Vetiver 28

lý T-N c a bèo tây và c Vetiver 29

u qu x lý PO43-c a bèo tây và c Vetiver 30

lý T-P c a bèo tây và c Vetiver 31

lý COD c a bèo tây và c Vetiver 32

u qu x c th i c a bèo tây và c Vetiver t i ng 8 lít/ngày 33

u qu x c th i c a bèo tây và c Vetiver t ng 15 lít/ngày 34

lý N-NH4+c a bèo tây và c Vetiver 34

kh lý NO2-c a bèo tây và c Vetiver 36

u qu x lý NO3-c a bèo tây và c Vetiver 37

á kh lý T-N c a bèo tây và c Vetiver 38

lý PO43-c a bèo tây và c Vetiver 39

giá kh lý T-P c a bèo tây và c Vetiver 40

u qu x lý COD c a bèo tây và c Vetiver 42

giá chung hi u qu x c th n c a bèo tây và c Vetiver t ng 15 lít/ngày 43

Ph n 5 : K T LU NGH 45

5.1 K t lu n 45

5.2 Ki n ngh 45

TÀI LI U THAM KH O 46

Ph n 1

1.1 t v

công nghi p hóa-hi c.Tuy nhiên, v i kho ng 70% s dân s ng vùng nông thôn,s n xu t nông nghi p v t quan tr ng trong n n kinh

phát tri n khá m nh v c s ng l phát tri n thi u quy

ho ch, c các tiêu chu n k thu t v chu ng tr i và k thu

nuôi n m t h l y t t y ng ngày càng ô nhi m tr m

tr ng t n c a c c có 28,6 tri u con và trung bình

i và ng xung quanh vì còn ch a nhi u m m b nh

sau x t tiêu chu nh là m t ho ng h t s c c n thi t nh m gi m

c hi u su t x lý các h p chtrong n c th n sau khâu x lý vi sinh c a h th ng th c v t th y sinhph i h p gi a bèo tây và c Vetiver lý thích h p ng

d ng cho qui mô l

1.3 M c tiêu nghiên c u

-Xác nh các ch tiêu hoá lý c a n c th i ch n nuôi sau quá trình vi sinh làm c s cho vi c xu t các ph ng án x lý và l a ch n ph ng án kh thi nh t tính toán thi t k

- Xác nh hi u su t x lý c a h th ng i v i các ch ng), Phospho (t ng), COD

- Xác nh các thông s v n hành h th ng nh m áp d ng x lý qui mô

2.1.2 Thành ph n, tính ch c th

c th nuôi là m t lo c th i

- Các ch t h H p ch t h m 70 80% bao g m cellulose, protein, amino acid, ch t béo, carbonhydrate và các d n xu t c a chúng,

- Sinh v t gây b nh: c th a nhi u lo i vi trùng, virus và

tr ng u trùng giun sán gây b nh.Theo nghiên c u c a Nanxera vi trùng gây b nh

u Erisipelothris insidiosa có th t n t i 92 ngày, Brucella 74 108 ngày, Samonella 6 7 tháng Ngoài ra trong c th i còn ch ng l n tr nggiun sán có th lan truy t xa và nhanh khi b nhi c m t t o thành d ch

TTNC L n Th

Tr i l n

p

Tr i Cty Gia Nam

Tr i

pH 7,15 7,26 7,08 6,78 6,83 BOD 5 mg/l 1339,4 1080,70 882,3 783,4 1221,2 COD mg/l 3397,6 2224.5 1924,8 1251,6 2824.5 TDS mg/l 4812,8 4568.44 3949,56 4012,8 4720.4

P_t ng mg/l 99,4 80.2 69,4 57,4 85.6

N_t ng mg/l 332,8 280,1 250,9 204,8 275,4

thi t.Ngày nay, tình tr ng thi nên ngày càng ph bi n trên toàn th

gi c th i c c coi là m t ngu n tài nguyên ch không ph i là v n n n

c c gi i quy t Xu th hi n nay là tái s d c th i, tái s d ng m i

và COD N u th tr c ti p vào môi

ng s d n nguyên nhân gây mùi

th c Vetiver, th y trúc,s th ng x lý b ng th c v t th y sinh

là m t trong nh ng l a ch n thích h p ph c v cho m c và tái s

d c th i H th ng này làm nh ch t th i và x lý các ch ng

S d ng th c v t h p th các ch ch là m

pháp lo i b các ch t gây ô nhi m m t cách có hi u qu

Có 3 nhóm th c v t th y sinhchính :

- Nhóm th c v t th y sinh s ng chìm (Submergedplant): Lo i th c v t th y

sinh này phát tri i m c và ch phát tri c các ngu

ánh sáng và oxy.Chúng gây nên các tác h c c a ngu c,

n s khu ch tán c a ánh sáng vào i này không hi u qu l m trong vi c x c th i

- Nhóm th c v t th y sinh trôi n i (Floating plants):Là lo i th c v t có b r

c bình, rau mu ng, bèo t i th c v t này phát tri n không ph thu c vào chi u sâu c c R

c a chúng t o giá bám cho các vi sinh v t trong x c th i

- Nhóm th c v t th y sinh n a ng c (enmergent plants): ây là lo i

th c v t có r t và m t ph n thân ng c Ph n r bá t ng p

hành quá trình quang h p Thu c nhóm này là các loài c y

th c v t này ch y u là ph n l ng c Nh ng v t ch ng

ng ít ho c chuy n hoá [10.11]

2.2.1.Vai trò c a th c v t th y sinh trong x c th i.

Hi u qu x lý ô nhi m c a m t s loài th c v t th y sinh và t

Vi sinh v t tham gia tr c ti p vào quá trình phân h y các h p ch t h o nguyên li ng (N, P và các khoáng ch c v t s d ng

- Thân và lá m c ho c phía trên m c c a th c v t th y sinh h p

th ánh sáng m t tr n s phát tri n c a t o, n ch c s

ng l n c ng ôxy hoà tan gi a ban ngày và

- Chuy c và ch t ô nhi m Th c v t h p thu các ch t và ion gây ra

ô nhi c a chúng Trong quá trình x lý, các ch t có ti

gây ô nhi m có th tr ng thái không ho ng qua s i, k t t a, tích t , oxi hoá và s bi i các ion

- Cung c p l t và l p tr m tích m i: Theo th i gian, m t l p gi

nitrat hóa-kh nitrat Các vi sinh v t nitrat phát tri n m nh b r - p oxy:

khi m cây tr ng th p và che ph m t ph n trên b m c

b h n ch , c gi m Ngoài ra, th c v t bao ph trên m c

n d phát tri n c a t o b n ánh sáng m t tr i t c,

d n nh ng khu v c thi u oxy t u ki n thu n l i cho s kh nitrat l p bùn

y n ngu n cacbon

Hi n nay, các nhà nghiên c u v c s th ng nh t v t m quan

và s h p th c a th c v t là v c n ti p t c nghiên c u [6]

- Phospho: Có th c lo i b b ng s ng hóa c a vi khu n, s h p thu

th c v t trong vi c lo i b Phospho v n còn là v tranh cãi

2.2.3 m khi s d ng th c v t th y sinh trong x c th i

Ngày nay, s d ng th c v t th y sinh trong x c th c ô nhi m

c áp d ng r ng rãi T k t qu các nghiên c u và ng d ng trê

ra nh m khi s d ng th c v t th y sinh trong x c th

- Chi phí cho toàn b quá trình x lý b ng th c v t th y sinh th p Phù h p

tây), làm nguyên li u cho th công m ngh (c Vetiver) [13]

- X c nhi u tác nhân gây ô nhi m

- Thân thi n v i môi tr ng

2.2.4.Các mô hình công ngh s d ng th c v t th y sinh trong x c ô th i,

c ô nhi m

Công ngh s d ng th c v t trong x c th c g

hay còn g i là công ngh t ng c Công ngh c áp

d ng t i M và Châu Âu kho

thi t l p các h th ng x lý th nghi m v ng ch t ô nhi m, lo i th c v t và

2.2.4.2.H th ng dòng ch y ng m ( subsurface flow wetlands)

t ng c v i h th ng dòng ch y ng c chia làm 2 lo ng dòng ch c th i vào chi u ngang và th ng H th ng dòng ch y ng m theo dòng ch y ngang x lý t t ch t h t r ng Tuy nhiên, kh

lý các ch ng l i th u ki n thi u oxy d n không cho phép nitrat hóa amoni, t lý n h n ch

2.2.4.3.Công ngh dòng ch y ph i h p

nghiên c u và ng d ng t t các công ngh s d ng th c v t th y sinh,

lo i b ch t gây ô nhi m c a t ng loài M t khác, vi c t

nuôi tr u quá trình sinh hoá di n ra trong cây, schuy n v n các ch t là nh ng ti quan tr ng góp ph n nâng cao hi u qu x lý

ô nhi m c a th c v t th y sinh

phát huy t m c a m i h và nâng cao hi u qu x lý

c th ng s d ng h th ng k t h p v i nh ng lo i th c v t và ki u dòng ch y khác nhau

2.2.5 Bèo tây và kh c th i.

Bèo tây (tên khoa h c: Eichhornia crassipes Solms c g i là l c bình, bèo Nh t B n, thân th o, s ng n c ho c trong các ao tù, kênh

r ch, thu c chi Eichhornia c a h Pontederiaceae.

Bèo tây là th c v t th c ng t, lá xanh và bóng, tròn, hoa m c thành

c m Cu ng lá nhi u l h ng giúp cây n i trên m c tùy thu c vào

ng s ng

c ti n hành M Các nghiên c u cho th y bèo tây có kh i b BOD, TSS r t hi u qu , ngoài ra còn hi u qu trong lo i b N, P, Na, K, Ca, Mg và m t skhoáng ch t khác

amoni sau kho ng th i gian m u thí nghi m m nhanh t 100,383

mg/lít xu ng còn 6,560 mg/lít, nhu c u oxy hóa h c m khá nhanh, kho ng t n 70% sau 25 ngày, còn hàm m g n 9 l n [3] Ngoài ra, m t s thí nghi ng t r ng 1ha m c th bèo tây có th làm

s n 3 t c th i m i ngày C th , nó có th c 34kg Na, 22kg Ca,

17 kg P, 4kg Mn, 2,1kg Phenol, 89g Hg, 104g Al, 297g k m, 321g Stronti, trong

24 gi Nó còn có kh m r t m nh Thí nghi m th bèo tây trong m t ch u c b n ch a 10mg k ng k

ng r t m c x p là m t trong 10 loài cây có t sinh

ng m nh nh t th gi i T l ng c a bèo tây kho ng 10,33- 19,15 kg/ha/ngày [17,19] Chúng có kh sinh kh i trong vòng 14 ngày [23 u ki ng, bèo tây có th bao ph m c v i m10kg/m2, m t c là 50kg/m2[24] S ng nhanh chóng

s phát tri n c a vi khu n và n u ki n c n thi h p th và phân h y các

- C Vetiver có th ch u n thu c tr sâu, thu c tr c cao

- C Vetiver có th phân h y m t s h p ch t h i thu c trsâu, thu c tr c

- C Vetiver có kh c h i r t nhanh sau khi b ng c a h n hán, giá l nh, cháy, nhi m m n và nh u ki n b t thu n khác sau khi nh ng

u ki n này k t thúc

Do hi u qu cao trong x c th n và kinh t nên hi n nay s

d ng c Vetiver trong x c th c áp d ng r ng rãi nhi c trên th

và Orones (1975), Reddy (1983), Shukla và Tripathi et al (1990) [26]

T nh u v kh c th i c a bèo tây

c ti n hành M Theo EL- Gendy và c ng s (2006) : r bèo tây h p th r t

m nh Cr, ti n Cu và Cd, và kém nh t là Pb và Ni Theo Olivera và c ng s(2001) bèo tây có th h p thu 80% Cd trong r khô [21]

M t s c phát tri , Pháp, Nh t B c, Hàn Qu

thác th m c a th c v t th y sinh phát tri n các công ngh

t i các bang c a M s d ng loài th c v t n i và h th ng nh trong khâu cu i

Các nghiên c u m c th i sinh h c b ng bãi l c ng m

mô hình h th t ng c nhân t x c th i sinh ho t t i các xã

có ng và phát tri n c a bèo tây.[15]

Theo Ph c (2005), khi nghiên c u s d ng bèo tây (Eichhornia

COD t n 750mg/l Trong thí nghi m theo m , bèo tây có th lo i b89,9% - 93,22% COD, 93.38%- 96,84% T-N và 82,55%- 81,94% Trong quy trình

x c th i ch bi n th y s n b ng bèo tây quy mô pilot, hi u su t làm s ch

c a bèo tây là 78,50% v i COD, 33,43% v i T-N và 44,47% v i T-P [5]

u: Nghiên c u s d ng các loài th c v t

th y sinh n hình cho x c th i công nghi p ch a kim lo i n c

th i công nghi p ch bi n th c ph n a và c ng s - Vi n Công ngh ng, Vi n nghiên c u khoa h c và công ngh Vi ra r ng

sau 72 gi ng Phospho t ng gi m 80% sau 48 gi và 82% sau 72 gi T ng

ng N và P b tiêu gi m sau 48 gi và 72 gi x lý không khác nhau nhi u [18]

s ng t t, h r phát tri n, không b sâu b c ch n làm thí nghi m.

c th i dùng trong thí nghi c th i sau x lý k khí t i Trung tâm nghiên c u l n Th (Vi

B ng 3.1.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

Thành ph c th n nuôi l n (Trung tâm gi ng l n Th

x lý k khí (b ng 3.1) cho th y m ng ch t h phân h y nhi u trong quá trình x lý y m khí h n còn r t cao (775,531985,98 mg/l) T ng trong kho ng là 744,59 1114,24 mg/l và 50,04 115, 24 mg/l Các giá tr n th i c a QCVN 40/2011

r t nhi u l n Trong các d ng N thì d ng amoni là ch y u (703,82 892,11mg/l) còn d ng nitrat áng k (0,65 ng amoni cao do v y c n

c th i c khi s d ng trong nghiên c u do amoni r i v i

th c v c v t th y sinh

Theo lý thuy t, n x lý k khí, ph n l n sang

d ng amoni Tuy nhiên, khi qua x lý hi u khí-thi u khí, ni p t c

3.1.2 Ph m vi nghiên c u

Mô hình nghiên c u ngoài th c t c xây d

tài khóa lu n t t nghi p nên ph m vi nghiên c u trong khóa lu n

3.3 N i dung nghiên c u

- Xây d ng mô hình thí nghi m x c th n qua h th ng

th c v t th y sinh: c Vetiver, bèo tây

phân tích m u

khi x lý qua h th ng th c v t th y sinh Bao g m: COD; T-N; T-P; NH4+;

* L y m u n c th i t ng thông qua

h th ng nh gi t, g m:

- c th u vào

- c th i sau khi x lý qua bèo tây

- c th i sau khi x lý qua c Vetiver (n c th u ra)