KHẢO sát một số CHỈ TIÊU lý hóa nước THẢI lò mổ ở HUYỆN TAM BÌNH TỈNH VĨNH LONG

Trong đó, các xí nghiệp giết mổ động vật cũng là nguồn gây ô nhiễm đối với tài nguyên nước do các sản phẩm thải chứa rất nhiều chất hữu cơ Protein, lipid, các axit amin, các peptid, các

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

LA MINH THÁI

KHẢO SÁT MỘT SỐ CHỈ TIÊU LÝ HÓA

NƯỚC THẢI LÒ MỔ Ở HUYỆN TAM BÌNH TỈNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

Luận văn tốt nghiệp Ngành: THÚ Y

NƯỚC THẢI LÒ MỔ Ở HUYỆN TAM BÌNH TỈNH

VĨNH LONG

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

PGs TS Lưu Hữu Mãnh La Minh Thái

MSSV: 3042835 Lớp: THÚ Y K30

Cần Thơ, 2009

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN THÚ Y

Đề tài: “ Khảo sát một số chỉ tiêu lý hóa nước thải lò mổ ở huyện Tam

Bình, tỉnh Vĩnh Long” do sinh viên La Minh Thái Lớp Thú Y khóa 30, thực

hiện tại 2 lò giết mổ

Lò mổ Tư Hùng, quốc lộ 1A, xã Song Phú, huyện Tam Bình, tỉnh Vĩnh Long,

Lò mổ Công Bình, quốc lộ 1A, xã Song Phú, huyện Tam Bình, tỉnh Vĩnh Long và tại phòng thí nghiệm bộ môn chăn nuôi khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ, từ ngày 12/01 đến ngày 10/04/2009

Cần Thơ, ngày…tháng… năm 2009 Cần Thơ, ngày …tháng năm 2009

Cần Thơ, ngày tháng… .năm 2009

Duyệt khoa Nông Nghiệp & SHƯD

LỜI CẢM TẠ

Xin chân thành cảm tạ đến tất cả các cán bộ giảng dạy, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ, đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện đề tài này

Tôi xin chân thành cảm tạ thầy PGs.TS Lưu Hữu Mãnh và Th.S Bùi Thị Lê Minh cán bộ giảng dạy Bộ môn ngành Thú Y, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ, đã tận tình hướng dẫn tôi thực hiện đề tài này

Tôi xin chân thành cảm tạ đến TS Nguyễn Nhật Xuân Dung và cô Điệp cán

bộ giảng dạy thuộc Bộ môn Chăn nuôi, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ, đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để cho tôi hoàn thành đề tài này

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy Lê Hoàng Việt, Phó trưởng khoa Môi trường, Trường Đại Học Cần Thơ đã tận tình tư vấn cho tôi để thực hiện đề tài này Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến chị Nguyễn Thị Cẩm Linh đã giúp tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài này

Tôi xin chân thành cảm ơn đến chủ hai lò mổ Công Bình, Tư Thành đã cho tôi lấy mẫu để thực hiện đề tài này

Tôi xin chân thành cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã giúp đỡ và động viên tôi trong quá trình thực hiện đề tài này

Tôi xin chân thành cảm tạ !

SVTH

La Minh Thái

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 Tài nguyên nước 2

2.2Vai trò của nước trong tự nhiên 2

2.3 Sự ô nhiễm môi trường 3

2.3.1 Định nghĩa 2.3.2 Các tác nhân gây ô nhiễm môi trường 2.4 Thành phần và đặc tính nước thải của lò mổ gia súc 3

2.5 Các thông số đánh giá chất lượng nước thải 5

2.5.1 Các thông số vật lý 2.5.1.1 Tổng số chất rắn 5

2.5.1.2 Chất rắn lơ lững (SS) 5

2.5.1.3 Chất rắn hòa tan 2.5.2 Các thông số hóa học của nước thải 5

2.5.2.1 Hàm lượng oxy hòa tan trong nước (Dissolved oxygen: DO) 5

2.5.2.2 Nhu cầu oxy hóa học (COD: Chemical oxygen demand) 7

2.5.2.3 Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD : Biochemical oxigen demand) 7

2.5.2.4 Hàm lượng phospho trong nước 8

2.5.2.5 Hàm lượng nitơ trong nước 10

2.5.3 Chỉ số vệ sinh 2.5.3.1 Vi sinh vật: 12

2.5.3.2 Tảo (Algae hay Algobacteria) 13

2.6 Một số hình thức xử lý nước thải từ lò mổ 14

2.6.1 Sử dụng ao hồ để xử lí nước thải 2.6.2 Sử dụng thủy sinh thực vật để xử lý nước thải 2.6.3 Sử dụng bể lắng để xử lí nước thải CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Nội dung nghiên cứu 3.2 Phương tiện nghiên cứu 17

3.2.1 Thời gian, địa điểm, đối tượng nghiên cứu 3.2.2 Dụng cụ và hóa chất 3.2.2.1 Dụng cụ 17

3.2.2.2 Hóa chất 17

3.3 Phương pháp nghiên cứu 18

3.3.1 Phương pháp thu thập và bảo quản mẫu nước 3.3.1.1 Phương pháp bảo quản mẫu nước 18

3.3.1.2 Vị trí lấy mẫu và các chỉ tiêu phân tích 18

3.3.2 Phân tích các chỉ tiêu trong nước 3.3.2.1 Chất rắn lơ lửng trong nước (SS) 19

3.3.2.2 Oxy hóa học (COD) 19

3.3.2.3 Oxy hoà tan DO (Dissolve Oxygen) 19

3.3.2.4 Oxy sinh hóa (BOD 5 ) 21

3.3.2.5 Hàm lượng Nitơ tổng số……… 21

3.3.2.6Hàm lượng photpho tổng số 22

3.3.2.7 Coliform tổng số……….23

3.3.3 Phương pháp phân tích số liệu

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Tình hình xử lí nước thải ở một số lò mổ ở huyện Tam Bình tỉnh Vĩnh Long……… 24

4.1.1 Lò mổ 1

4.1.2 Lò mổ 2

4.2 Kết quả khảo sát một số chỉ tiêu, đánh giá chất lượng nước thải ở các lò mổ……… 30

4.2.1 Kết quả khảo sát một số chỉ tiêu nước thải ở lò mổ 1

4.2.2 Kết quả khảo sát một số chỉ tiêu nước thải ở lò mổ 2

4.2.3 Nhận xét và đánh giá so sánh các chỉ tiêu ở lò mổ1 và lò mổ 2 với tiêu chuẩn TCVN 5945 – 2005, và so sánh hiệu quả của hai mô hình xử lí ở hai

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

5.1 Kết luận 46 5.2 Đề nghị 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Bảng 2.2 Thành phần nước thải của lò mổ heo, trâu, bò (Ngô Kế Sương, Nguyễn Lân Dũng, 1997) 4 Bảng 2.3 Số dân tương đương (PE) ứng với qui mô sản xuất của các nhà máy 4 Bảng 3.1: Điều kiện bảo quản và thời gian lưu mẫu của các chỉ tiêu 18 Bảng 4.1 Kết quả khảo sát mô hình xử lí nước thải ở lò mổ 1 của huyện Tam Bình tỉnh Vĩnh Long 30 Bảng 4.2 Kết quả khảo sát chất lượng xử lí nước thải tại lò mổ 2 ở huyện Tam Bình, tỉnh Vĩnh Long 31 Bảng 4.3 So sánh hiệu quả xử lí của 2 lò 32

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 2.1 Chu trình cộng sinh vi khuẩn – tảo 6

Hình 2.2 Chu trình của photpho trong ao hồ .9

Hình 2.3 Chu trình của nitơ trong ao hồ 11

Hình 4.1Tổng quan về lò mổ 1 24

Hình 4.2 hầm lắng 25

Hình 4.3 Ao lục bình 25

Hình 4.4 Ao cỏ 26

Hình 4.5 Tổng quan về lò mổ 2 26

Hình 4.6 Hầm lắng 27

Hình 4.7 Ao Cá 1 27

Hình 4.8 Ao cá 2 28

Hình 4.9 Ao cá 3 28

Hình 4.10 Sông tiếp nhận 29

Hình 4.11 Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lí của hai lò 33

Hình 4.112 Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lí SS 32

Hình 4.13 Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lí DO 35

Hình 4.14 Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lí BOD5 36

Hình 4.15 Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lí COD 38

Hình 4.16 Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lí Nitơ tổng số 39

Hình 4.17 Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lí photpho tổng số 41

Hình 4.18 Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lí Coliform tổng số 44

Ô nhiễm môi trường diễn ra ngày càng nhanh và nghiêm trọng trên mọi lĩnh vực, ngành nghề sản xuất Trong đó, ô nhiễm do nước thải từ các lò mổ là rất nghiêm trọng, mà đặc biệt các lò giết mổ thường tập trung đan xen vào các khu dân cư Bên cạnh đó, những lò mổ ở ngoại thành và các chợ huyện thường là những lò mổ thủ công với hệ thống xử lí thô xơ, đơn giản, kém hiệu quả Do vậy, mức độ ô nhiễm ngày càng nghiêm trọng hơn Đặc biệt nước thải lò mổ là môi trường tối ưu để mầm bệnh lưu trú, sinh trưởng và phát triển Chính vì vậy, nó là mối hiểm họa đe dọa đến sức khỏe của cộng đồng dân cư

Do đó tôi tiến hành thưc hiện đề tài “Khảo sát một số chỉ tiêu lí hóa nước thải lò

mổ ở huyện Tam Bình, tỉnh Vĩnh Long”

Qua quá trình điều tra cho thấy, kiểm tra 7 thông số trong nước thải là: chất rắn lơ lửng (SS), nhu cầu oxi hóa học (COD), nhu cầu oxi sinh hóa (BOD5), Nitơ tổng số, Photpho tổng số, Coliform tổng số, thì có đến khoảng 3 – 4 thông số là không đạt chuẩn TCVN 5945 – 2005, trong đó các thông số không đạt tiêu chuẩn TCVN 5945 – 2005 Đó là các thông số: chất rắn lơ lửng (SS), chỉ số nhu cầu oxi hóa học (COD), photpho tổng số và Coliform tổng số vượt quá giới hạn cho phép rất nhiều lần

Để hạn chế tác động của nước thải lò mổ đến môi trường thì cần phải khuyến cáo cho chủ lò mổ biết để bổ sung thêm các biện pháp xử lí làm giảm các chỉ tiêu chưa đạt Đồng thời khuyến cáo người dân không nên sử dụng các nguồn nước xung quanh lò mổ để phục vụ cho sinh hoạt và ăn uống

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ

Ô nhiễm môi trường luôn luôn là mối quan tâm hàng đầu của mỗi quốc gia Ô nhiễm môi trường xảy ra ở mọi lãnh vực, ngành nghề, ảnh hưởng trực tiếp lên đời sống sản xuất của con người

Đối với các nước đang phát triễn như Việt Nam chúng ta thì ô nhiễm môi trường ngày càng diễn ra nghiêm trọng, do sự tăng vọt các ngành công nghiệp và ngành chế biến mà không chú trọng đến vấn đề xử lí chất thải, các chất thải cứ tiếp tục đổ vào các con sông, kênh rạch một cách vô tội vạ Điển hình là vấn đề ô nhiễm ở kênh Thị vải, kênh Ba bò…mà gần đây dư luận xã hội đã lên án

Trong đó, các xí nghiệp giết mổ động vật cũng là nguồn gây ô nhiễm đối với tài nguyên nước do các sản phẩm thải chứa rất nhiều chất hữu cơ (Protein, lipid, các axit amin, các peptid, các axit hữu cơ), chính các chất thải này, trong quá trình giết

mổ không được xử lí một cách triệt để và các lò mổ thường tập trung xen kẽ ở những nơi đông dân cư nên việc xử lí chất thải rất khó khăn Bên cạnh đó phần lớn các lò giết mổ ở các tỉnh lẻ, ngoại thành thường hệ thống xử lí chất thải còn thô sơ, hoặc có xây dựng nhưng hoạt động không hiệu quả, và cuối cùng thì các chất thải phế phầm này lại tiếp tục đổ vào những con sông, nơi mà những người dân nông thôn có thói quen sử dụng nguồn nước sông để làm nước sinh hoạt Bên cạnh đó, Đồng Bằng Sông Cửu Long có hệ thống sông ngòi chằn chịt cho nên các nguồn ô nhiễm này sẽ ô nhiễm sang những con sông khác một cách nhanh chống nếu không

xử lí kịp thời, sẽ là một mối hiểm họa đối với sức khỏe cộng đồng vì nước thải ở lò

mổ là nguồn lưu trú nhiều mầm bệnh và cũng là môi trường tối ưu cho các mầm bệnh sinh trưởng và phát triễn

Vì vậy tôi tiến hành thực hiện đề tài “Khảo sát và đánh giá một số chỉ tiêu lí hóa nước thải của một số lò mổ ở huyện Tam Bình, tỉnh Vĩnh Long” với mục tiêu :

- Đánh giá chất lượng nước thải ở lò mổ tập trung

- So sánh chất lượng nước thải ở các lò mổ qua các mô hình xử lý nước thải

Từ đó đề xuất các biện pháp quản lý và tái sử dụng khả thi nước thải từ lò

mổ

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 Tài nguyên nước

Trên bình diện toàn cầu, nước là một tài nguyên vô cùng phong phú nhưng nước chỉ hữu dụng với con người khi nó ở đúng nơi, đúng chỗ, đúng dạng và đạt chất lượng yêu cầu Hơn 90% trữ lượng nước trên thế giới nằm ở dạng không hữu dụng đối với

đa số các mục đích của con người do độ mặn (nước biển), địa điểm, dạng (băng hà)…

Bảng 2.1 Phân bố và dạng của nước trên Trái đất

Theo Nguồn US Geological survery

Con người khai thác các nguồn tự nhiên để cung cấp nước cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất Sau khi sử dụng nước bị nhiễm bẩn do chứa nhiều vi sinh vật và các chất gây ô nhiễm khác Nếu không xử lý trước khi thải vào các nguồn nước công cộng thì nước thải sẽ làm ô nhiễm môi trường nước Vì vậy, nước thải cần phải được xử

lý đúng mức, đạt tiêu chuẩn trước khi thải vào sông hồ (nguồn nước) Mức độ xử lý phụ thuộc vào nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải; khả năng pha loãng giữa nước thải với nước nguồn và các yêu cầu về mặt vệ sinh và khả năng tự làm sạch của nguồn nước (Lê Hoàng Việt, 2003)

2.2 Vai trò của nước trong tự nhiên

Nước rất cần thiết cho sự sống trên trái đất nếu không có nước thì sự sống không thể tồn tại và phát triển Nước là nhu cầu lớn và thường xuyên của con người, động vật, thực vật…nước giữ vai trò trao đổi chất, giữ cân bằng sinh lí cho cơ thể Trên thế giới nước chiếm 70% diện tích nhưng trong đó nước ngọt chỉ chiếm tỉ lệ nhỏ khoảng 2,7% trong đó lượng nước mà con người có thể sử dụng được là nước mặt

và nước ngầm chiếm dưới 1% ( Lê trình, Quan trắc, 1997)

Nước ngọt là một yếu tố không thể thiếu được trong sự phát triển kinh tế xã hội của một quốc gia Theo sự phát triển của nền văn minh nhân loại thì nhu cầu về nước ngọt của con người trong sinh hoạt sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, giao thông, thủy sản ngày càng tăng Sự gia tăng về dân số làm nhu cầu về nước ngọt tăng Trong hoạt động nông nghiệp nguồn nước ngọt cần thiết cho sản xuất nông nghiệp

Địa điểm Diện tích (km2) Tổng thể tích

nước (km3)

% tổng lượng nước Các đại dương và biển

ngày càng tăng, mỗi ha cần 16 – 18m3 nước ngọt Trong công nghiệp sự tăng nhanh của nhà máy, xí nghiệp và tăng năng xuất thì nhu cầu về nước tăng rất nhanh

Để sản xuất 1 tấn nhựa cần 500m3 nước, 1 tấn dầu cần 16m3 nước (Lương Đức Phẩm, 2002)

Hầu như tất cả những sản phẩm thải đó được thải trực tiếp ra môi trường nước trong

tự nhiên, hoặc có qua xử lý nhưng không đạt yêu cầu Chính những đều đó đã làm nhiễm bẩn nguồn nước và việc phá rừng cũng làm giảm nguồn nước Do đó vấn đề giữ cho nguồn nước không bị ô nhiễm là một vấn đề nan giải hiện nay (Lê Tuyết Minh, 2002)

2.3 Sự ô nhiễm môi trường

2.3.1 Định nghĩa

Theo WHO, sự ô nhiễm là việc đưa vào môi trường các chất thải hay năng lượng ở

một lượng nào đó có thể gây tác hại cho sức khỏe của con người, sự phát triển của các sinh vật hay làm suy giảm chất lượng môi trường

2.3.2 Các tác nhân gây ô nhiễm môi trường

Với sự phát triển nhanh của công nghiệp hóa, đô thị hóa, gia tăng dân số nông thôn

và thành thị, chất lượng nước mặt cũng như nước ngầm đã có những biểu hiện suy thoái khá nghiêm trọng Mức độ ô nhiễm nước ở một số khu công nghiệp, khu chế biến, cụm chăn nuôi tập trung, làng nghề đã rất cao Nước thải sinh hoạt vẫn còn lẫn lộn với chất thải chăn nuôi không qua xử lý tập trung mà trực tiếp thải ra các nguồn tiếp nhận là các sông, hồ, kênh, mương lộ thiên đi qua các khu dân cư và sản xuất Nước thải phần lớn ở các bệnh viện và cơ sở y tế cũng được thải chung vào nước thải công cộng Độ ô nhiễm của các khu vực nước tiếp nhận, nước thải đã vượt quá giới hạn cho phép Ô nhiễm nước ở nông thôn và các khu vực sản xuất nhiễm cũng rất quan trọng, phần lớn là chất thải gia súc và con người chưa được xử lý bị rửa trôi theo dòng chảy mặt và thấm xuống đất, làm cho nguồn nước mặt cũng như nước ngầm bị ô nhiễm về mặt hữu cơ và vi sinh…(Hội bảo vệ thiên nhiên môi trường Việt Nam, 2004)

Có nhiều tác nhân gây ô nhiễm nước, để thuận lợi cho việc kiểm soát và khống chế

ô nhiễm có thể chia ra làm mười nhóm Chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, chất hữu cơ bền vững, kim loại nặng, ion vô cơ, dầu mỡ, chất phóng xạ, các chất gây mùi, các chất rắn, các khí hòa tan và vi trùng (Lê Hoàng Việt, 2003)

Môi trường nước có thể bị nhiễm bẩn hoặc bị ô nhiễm, nhiễm bẩn là màu sắc có thể

bị thay đổi nhưng chưa gây hại, còn ô nhiễm có nghĩa là vượt quá mức độ an toàn cho phép Môi trường nước có thể bị ô nhiễm cho nước dùng để uống, nhưng chưa

ô nhiễm đối với nước tắm giặt Một môi trường nước ô nhiễm cho sinh hoạt nhưng tốt cho sản xuất nông nghiệp…Nhưng ngược lại môi trường nước ô nhiễm cho nông nghiệp, sản xuất công nghiệp thì cũng ô nhiễm cho nước uống và sinh hoạt (Lê Huy Bá, 2000)

2.4 Thành phần và đặc tính nước thải của lò mổ gia súc

Tùy thuộc vào loại heo, số lượng heo được giết mổ, cách giết mổ, cách thu hồi và

xử lý các sản phẩm phụ trong quá trình giết mổ Trong các xí nghiệp giết mổ

thường gồm các nơi như khu mổ, nơi làm lòng và nơi tháo phân, trong đó nước thải nơi tháo phân chứa hơn 50% chất ô nhiễm Nó phụ thuộc vào:

- Tỷ lệ hồi tiết (BOD5 : 150 – 200mg/L; COD 300-400mg/L; N tổng 2,5g/L)

Dân số tương đương (the population equivalent, PE) là dân số gây ra một lượng

chất ô nhiễm tương đương với lượng chất ô nhiễm do nước thải của một nhà máy xí nghiệp tạo nên

Bảng 2.3 Số dân tương đương (PE) ứng với qui mô sản xuất của các nhà máy

Nhà máy sữa không sản xuất pho-mát

Nhà máy sữa có sản xuất pho-mát

Nhà máy chế biến len

Phân xưởng tẩy

Nhà máy nhuộm (có chứa lưu huỳnh)

Nguồn: I.Grulo, Công trình làm sạch nước thải loại nhỏ, 1980, trích Lê Anh Tuấn

Ngành công nghiệp Chất ô nhiễm trong nước thải Nồng độ (mg/L)

Lò mổ trâu, bò

Lò mổ heo

Chất lơ lửng Nitơ hữu cơ BOD5 Chất lơ lửng Nitơ hữu cơ BOD5

2.5 Các thông số đánh giá chất lượng nước thải

Để đánh giá chất lượng nước, mức độ ô nhiễm của nguồn nước có thể dựa vào một

số thông số cơ bản như thông số lý, hóa và sinh học

Thông số vật lý: Bao gồm màu sắc, mùi vị, nhiệt độ, tổng chất rắn, độ đục…

Thông số hóa học: Phản ánh một số đặc tính hóa hữu cơ và hóa vô cơ của nước BOD, COD, độ mặn, pH, các hợp chất có chứa nitơ như amoni, nitric, nitrate, phosphate, các ion kim loại…(Lê Hoàng Việt, 2003)

Thông số sinh học: Được biểu thị bằng loài và một số loài vi khuẩn gây bệnh và một số sinh vật có nguồn gốc từ phân người, phân súc vật và các chất hữu cơ bị thoái rữa như tổng vi khuẩn hiếu khí, tổng coliform, E.coli…,(Bộ khoa học công nghệ và môi trường, 1995)

2.5.1 Các thông số vật lý

2.5.1.1 Tổng số chất rắn

Chất rắn trong nước thải bao gồm các chất lơ lửng, chất rắn có khả năng lắng, các hạt keo và chất rắn hòa tan Tổng các chất rắn trong nước thải là phần còn lại sau khi đã cho nước thải bay hơi hoàn toàn ở nhiệt độ 103 – 1050C Tổng các chất rắn được tính bằng bằng đơn vị mg/l (Lê Hoàng Việt, 2003 và Nguyễn Văn Bảo, 2002)

2.5.1.2 Chất rắn lơ lửng (SS)

Chất rắn lơ lững là các hạt nhỏ (hữu cơ hoặc vô cơ) trong nước thải Khi vận tốc của dòng chảy giảm xuống (do nó chảy vào các hồ chứa lớn) phần lớn các chất rắn lơ lửng sẽ bị lắng xuống đáy hồ; những hạt không lắng sẽ tạo thành độ đục (turbidity) của nước

Các chất lơ lửng hữu cơ sẽ tiêu thụ oxy để phân hủy làm giảm DO của nguồn nước Các cặn lắng sẽ làm đầy các bể chứa làm giảm thể tích hữu dụng của các bể này

Để xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng phải tiến hành phân tích chúng bằng cách lọc qua giấy lọc

Hàm lượng chất rắn lơ lửng phụ thuộc chủ yếu vào lượng nước sử dụng hằng ngày của một người Lượng nước tiêu thụ càng lớn thì hàm lượng chất rắn lơ lửng nói riêng và các chất gây ô nhiễm nói chung càng nhỏ (do bị pha loãng) và ngược lại tùy theo kích thước hạt, trọng lượng riêng của chúng, tốc độ dòng chảy và các tác nhân hóa học mà các chất lơ lửng có thể lắng xuống đáy, nổi lên mặt nước hoặc lơ lửng

2.5.1.3 Chất rắn hòa tan

Các chất rắn hòa tan là những chất không lọc được bao gồm các hạt keo và các chất hòa tan Các hạt keo có kích thước từ 0.001 – 1 mm không thể loại bỏ bằng phương pháp lắng cơ học Các chất hòa tan có thể là phân tử hoặc ion của chất hữu cơ (Lê Hoàng Việt, 2003)

2.5.2 Các thông số hóa học của nước thải

2.5.2.1 Hàm lượng oxy hòa tan trong nước (Dissolved oxygen: DO)

 Sự hòa tan oxy vào nước nguồn

Hàm lượng oxy hòa tan trong nước là lượng oxy từ không khí có thể hòa tan vào trong nước trong điều kiện áp suất, nhiệt độ xác định, thông qua tiếp xúc bề mặt của

nước và không khí phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất độ mặn của nước (Lương Đức Phẩm, 2002)

Ngoài ra còn có một lượng oxy bổ sung vào trong nước do quá trình quang hợp của thực vật sống dưới nước chủ yếu là tảo

Trong điều kiện ánh sáng thích hợp, quá trình quang hợp của tảo diễn ra như sau:

Oxy hòa tan trong nước sẽ tham gia vào quá trình trao đổi, duy trì năng lượng cho quá trình phát triển, sinh sản, tái sản xuất cho cho các vi sinh vật sống dưới nước Hàm lượng oxy hòa tan trong nước giúp ta đánh giá được chất lượng nước, khi DO thấp nghĩa là nước có nhiều chất hữu cơ, nhu cầu oxy hóa tăng nên tiêu thụ nhiều oxy trong nước (Nguyễn Trung Việt, Trần Thị Mỹ Diệu, 2006)

Khi DO cao chứng tỏ nước có nhiều rong tảo tham gia quá trình quang hợp giải phóng oxy Nước sạch nồng độ bảo hòa của oxy hòa tan là 14.6 mg/l ở 200C và áp suất 1atm ở lớp mặt, DO phụ thuộc và khả năng tiêu thụ oxy của vi sinh vật và sự xáo trộn của các lớp nước Mùa thu, mùa đông DO cao hơn mùa xuân, mùa hè do nhiệt độ cao, nồng độ muối tăng, hô hấp tăng làm DO giảm (Đặng Kim Chi, 2001) Theo Đỗ Thị Hồng Nhung và Ngô Ngọc Cát, trong ao hồ, lượng oxy hòa tan cũng thường đạt mức bão hòa, khi trong đó có nhiều động vật và thực vật phù du thì nồng

độ oxy biến động mạnh trong ngày: cao nhất vào cuối buổi chiều và thấp nhất vào sáng sớm Một số ao có hiện tượng tầng nhiệt, tức là nước không được khuấy đảo từ

dưới lên trên, nước ở tầng trên nóng hơn ở tầng dưới, do đó nước ở tầng dưới ít ánh

sáng hạn chế sự phát triển của tảo, vì vậy ít oxy ở tầng nước sâu

Ngoài ra còn có sự hao tốn oxy do các chất sa lắng Vì các chất sa lắng hấp thu oxy hòa tan do các phản ứng hóa học và do các loại vi sinh tồn tại trong bùn Các phản

Năng lượng mặt trời

ứng hóa học tiêu thụ oxy trước hết là các phản ứng oxy hóa của sắt (II), mangan (II), hoặc hydrosunfua (HS-):

 Sự tiêu thụ oxy

Khi lượng Oxy trong nước dưới 2ppm các vi khuẩn sẽ lấy oxy của các hợp chất chứa oxy để oxy hóa theo phương trình sau

SO4-2 H2S S nước trở nên yếm khí

Trong nước oxy tham gia chủ yếu các quá trình sau đây:

Oxy hóa các hợp chất hữu cơ bởi vi sinh vật

CH2O + VSV CO2 + H2O (Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Thị Thùy Dương)

2.5.2.2 Nhu cầu oxy hóa học (COD: Chemical oxygen demand)

Nhu cầu oxi hóa học cần thiết cho quá trình oxi hóa học các chất hữu cơ trong mẫu nước thành CO2 và nước Chỉ số này được dùng để đặc trưng cho hàm lượng chất hữu cơ của nước thải và sự ô nhiễm của nước tự nhiên (Lê Hoàng Việt, 2003) COD và BOD đều là các chỉ số định lượng các chất hữu cơ trong nước có khả năng

bị oxi hóa, nhưng hai chỉ số này khác nhau về ý nghĩa COD cho thấy toàn bộ chất hữu cơ có trong nước bị oxi hóa bằng tác nhân hóa học BOD chỉ thể hiện các chất hữu cơ bị oxi hóa bằng các vi sinh vật có ở trong nước Do đó, chỉ số COD luôn luôn lớn hơn BOD, thường tỉ số BOD:COD là 0,4 – 0,8 (Lê Hoàng Việt, 2003) Khi vật chất hữu có trong thủy vực nhiều, trong quá trình phân hủy chúng phải tiêu hao nhiều oxy của môi trường gây nên hiện tượng nhiễm bẩn của thủy vực, nhưng nếu vật chất hữu cơ trong thủy vực quá ít, thủy vực sẽ nghèo dinh dưỡng

2.5.2.3 Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD : Biochemical oxigen demand)

Nhu cầu oxy hóa là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật tiêu thụ trong quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong nước đặc biệt là nước thải Đơn vị tính mg/l (Lê Hoàng Việt, 2003)

Hợp chất hữu cơ + O2 vi khuẩn CO2 + H2O

Nhu cầu oxy sinh hóa là lượng oxy cần thiết sử dụng trong quá trình oxy hóa chất hữu cơ bởi các vi sinh vật (đặc biệt là nước thải) Oxy sử dụng trong quá trình là oxy hòa tan trong nước BOD là thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước do các chất hữu cơ dễ bị vi sinh vật phân hủy trong điều kiện hiếu khí Trong thực tế, người ta không thể xác định lượng oxy cần thiết để phân hủy hoàn toàn chất hữu cơ bằng phương pháp sinh học, mà chỉ xác định lượng oxy cần thiết trong 5 ngày đầu ở nhiệt độ ủ 200C trong bóng tối để tránh hiện tượng quang hợp ở trong nước Chỉ số này được gọi là BOD5 Hiện nay trên thế giới sử dụng chỉ số BOD5 làm chỉ số chuẩn để xác định sự ô nhiễm của nước, đặc biệt là nước thải ( Lê Văn Khoa và ctv, 1998)

Chỉ số BOD chỉ ra lượng oxy mà vi khuẩn tiêu thụ trong phản ứng oxy hóa các chất hữu cơ trong nước ô nhiễm, BOD càng cao chứng tỏ lượng chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học ô nhiễm trong nước càng lớn (Nguyễn Văn Bảo, 2002)

Quá trình oxy hóa học đòi hỏi thời gian dài, vì phải phụ thuộc vào bản chất của chất hữu cơ, các chủng loại vi sinh vật, nhiệt độ nguồn nước, một số chất có độc tính trong nước Bình thường 70% nhu cầu oxy được sử dụng trong 5 ngày đầu, 20% trong 5 ngày tiếp theo, 99% ở ngày thứ 20 và 100% ở ngày thứ 21 (Lương Đức Phẩm, 2002)

Quá trình oxi hóa các chất hữu cơ trong nước có thể xảy ra theo hai giai đoạn

Giai đoạn 1: Chủ yếu oxi hóa các chất cacbuahydro, quá trình này kéo dài 20 ngày

ở nhiệt độ 200C

CmHm + (n + m/2)O2 nCO2 + m/2 H2O Giai đoạn 2: Oxy hóa các hợp chất nito, bắt đầu khoảng ngày thứ 5 đến ngày thứ 8

2NH3 + 3O2 2NO2- + 2H+ + 2H2O

2NO2- + O2 2NO3-

Do đó, việc xác định BOD vào ngày thứ 5 của quá trình oxi hóa các chất hữu cơ trong nước sẽ loại trừ được ảnh hưởng của lượng oxi tiêu thụ cho quá trình nitrat hóa (Nguyễn Trung Việt, Trần Thị Mỹ Diệu, 2006)

2.5.2.4 Hàm lượng phospho trong nước

Phospho rất cần thiết cho sự sinh trưởng của tảo và một số sinh vật khác Phospho

có thể tồn tại trong nước dưới dạng H2PO4

-, HPO4

2-, PO4 3-

Thực vật nói chung hoặc tảo nói riêng chỉ hấp thu photphat ở dạng đơn, các dạng photpho khác cũng dễ dàng thủy phân thành dạng đơn để cho tảo hấp thu Về mùa đông nồng độ photpho thường cao hơn về mùa hè Nồng độ photpho tan thấp chủ yếu là do sự hấp thu của tảo và bị lắng xuống bùn ở đáy ao hồ

Bùn có khả năng hấp thu photpho cao, đặc biêt khi pH thấp và trong ao hồ có độ cứng cao Trong các ao mà vừa có pH cao vừa có độ cứng cao thì photpho bị kết tủa dưới dạng canxi photphat (Đỗ Thị Hồng Nhung, Ngô Ngọc Cát, 2006)

Các polyphosphate và photpho hữu cơ Đây là một trong những nguồn dinh dưỡng cho thực vật dưới nước, gây ô nhiễm và góp phần thúc đẩy hiện tượng phú dưỡng ở các ao hồ ( Đặng Kim Chi, 1999)

Ngoài ra, ô nhiễm photpho hữu cơ còn gây sự thiếu hụt oxy trầm trọng trong nước,

vì để oxy hóa hoàn toàn 1mg photpho hữu cơ cần 60mg oxy (Lê Hoàng Việt, 2000)

Vi khuẩn

Vi khuẩn

Vi khuẩn

Hình 2.2 Chu trình của photpho trong ao hồ

(Nguồn trích từ Đỗ Thị Hồng Nhung, Ngô Ngọc Cát, 2003)

Từ sơ đồ chu trình photpho cho thấy: lượng photpho đầu vào là nguồn phân bón, photpho hữu cơ từ các sản phẩm hữu cơ từ lò mổ Nếu nguồn photpho từ phân lân thì trước tiên chúng bị hòa tan và thủy phân thành dạng photpho đơn Lượng photpho đơn sẽ giảm nhanh sau vài ngày do tảo hấp thu và sa lắng dưới bùn Động vật thủy sinh cũng thải một lượng photpho chủ yếu trong phân Mức độ thải của photpho của động vật phụ thuộc vào loài và chất lượng của thức ăn Thông thường động vật hấp thu được 25 – 30% photpho trong thức ăn, số còn lại được thải ra môi trường Photpho trong phân là dạng không tan và bị phân hủy giống như là phân hữu cơ bón vào ao hồ (Đỗ Thị Hồng Nhung, Ngô Ngọc Cát, 2003)

Tảo hấp thu photpho nhanh và khá triệt để, tới mức nồng độ trong nước dưới 1mgP/m3 Một số loài thực vật có khả năng hấp thu photpho nhiều hơn cần thiết, chúng dự trữ để sử dụng sau Tảo lam là loại có khả năng tích trữ photpho khi môi trường giàu chất dinh dưỡng này, đó là đặc tính có lợi giúp cho thực vật phát triển qua giai đoạn dinh dưỡng bị thiếu hụt (Lê Xuân Phương, 2000)

Trong một số ao hồ có thực vật dạng rể cây thì chúng tham gia vào chu trình photpho: thực vật hấp thu photpho qua rễ cây, đưa về thân lá cây, thải trở lại nước khi chết hoặc thải ra một số chất photpho hữu cơ trong quá trình trao đổi chất Sự

P - cá Phân bón Photpho hữu cơ P trong thức ăn Không khí

P đơn P – hữu cơ tan

P – hữu

cơ không tan bùn

tham gia của thực vật có rễ vào chu trình photpho có ý nghĩa trong các ao hồ tự nhiên (Lê Hoàng Việt, 2003)

Photpho nằm trong bùn cũng có thể là tảo chết, mùn hữu cơ, các chất này lắng xuống đáy trước khi bị vi sinh vật phân hủy Mặc dù xảy ra phân hủy thành photphat đơn trong bùn, nhưng cơ hội khuyết tán lại vào nước không cao do tạo thành hợp chất hóa học ít tan

Quá trình trao đổi photpho giữa bùn và nước đóng vai trò quan trọng trong chu trình photpho: khả năng phát triển của tảo tỷ lệ thuận với lượng photpho có trong bùn Nguyên nhân quan trọng làm giảm nồng độ photpho tan trong nước là do quá trình

sa lắng xuống bùn, đó là lí do chính vì sao nồng độ photpho thấp ( Đỗ Thị Hồng Nhung, Ngô Ngọc Cát, 2003)

Ngoài ra còn có sự chuyển hóa photpho từ nguồn hữu cơ Các kết quả nghiên

cứu cho thấy các vi khuẩn Bacillus và Pseudomonas là những loài vi sinh vật đóng

vai trò chủ yếu trong chuyển hóa các hợp chất hữu cơ chứa photpho trong nước và

trong đất Trong loài Bacilluss có nhiều giống như Bacilluss mycoides và Bacillus

megatherium var photphotium là những giống có chuyển hóa mạnh nhất Ngoài ra

còn có các giống khác như Bacillus cereus, var Bacillus asterosporus cũng có khả

năng chuyển hóa tốt (Dương Nguyên Khang, 2003)

2.5.2.5 Hàm lượng nitơ trong nước

Trong nước nitơ có thể tồn tại các dạng chính sau: Các hợp chất nitơ dạng hữu cơ như protein, axit amin, urin… hay các dạng hợp chất vô cơ như Amonia và các muối amon: NH4OH, NH4NO3, (NH4)2SO4…Các hợp chất dưới dạng nitric NO2, nitrate NO3-

Hình 2.3 Chu trình của nitơ trong ao hồ

(Nguồn trích từ Đỗ Thị Hồng Nhung, Ngô Ngọc Cát, 2003)

 Hấp thu đạm của thủy thực vật

Tảo là nguồn tiêu thụ đạm vô cơ (amoniac, nitrit, nitrat) trong các thành phần đạm

vô cơ thì tảo ưa nhất là amoniac, chúng có thể làm giảm nồng độ của các chất trên tới 1 – 2 mgN/m3 Nitrit và nittrat cũng được tảo hấp thu nhưng trước khi đồng hóa thành thành phần tế bào (axit amin) chúng bị khử về thành amoniac Để khử tảo có thể sử dụng năng lượng, vì thế chúng rất ít được ưa chuộng đối với amoniac Tốc độ tiêu thụ amoniac tỷ lệ thuận với quá trình tăng sinh khối tảo Cụ thể, mức tiêu thụ hợp chất vô cơ nitơ giảm khi cường độ ánh sáng thấp, nhiệt độ thấp hay thiếu hụt các yếu tố dinh dưỡng khác Tốc độ tiêu thụ amoniac cũng mang tính chu kì ngày đêm, ban ngày mạnh ba đêm yếu Một số loại tảo lam có khả năng cố định đạm là

Anabaena Aphanizomenon, loại sinh ra các dị bào, các dị bào bao quanh hệ enzym

cố định nitơ Giống như các loài vi khuẩn cộng sinh tảo lam cố định đạm thuộc loại tùy nghi và bị ức chế khi có mặt của amoniac và nitrat Điều đó đồng nghĩa với khả

năng cố định đạm sẽ kém trong các ao hồ có bón phân hóa học, phân hữu cơ (Đỗ Thị Hồng Nhung, Ngô Ngọc Cát, 2003)

 Hấp thụ amoniac trong bùn

Bùn trong các ao hồ chủ yếu là các loại khoáng sét vô cơ và các loại mùn hữu cơ Khả năng hấp thụ hay thu giữ amoniac là rất yếu điều nầy có lợi, hạn chế sự thất thoát ngấm xuống đất và amoniac được hoàn trả vào nước khi các hạt bùn được phân tán lại vào nước nhưng khả năng xử lí amoniac của chúng thì lại không đáng

kể đối với các ao hồ có nồng độ amoniac cao (Lê Hoàng Việt, 2003)

 Bốc hơi amoniac

Amoniac dạng trung hòa có khả năng bay hơi vào khí quyển, tuy vậy độ tan của nó trong nước rất cao nên khả năng bay hơi là không đáng kể Tốc độ bay hơi của amoniac được tăng cường khi nồng độ của cao ở trong nước, pH cao và khả năng khuấy đảo (sóng, gió) mạnh (Nguyễn Trung Việt, Trần Thị Mỹ Diệu, 2006)

Nếu nước thải chứa hầu hết các hợp chất nitơ hữu cơ, amoniac, NH4OH là nước bị ô nhiễm Nước chủ yếu chứa hợp chất hữu cơ Nitơ chủ yếu là Nitrit (NO-2) là nước bị

ô nhiễm một thời gian dài hơn Nước chứa Nitơ chủ yếu là nitrat (NO3-) chứng tỏa quá trình phân hủy đã kết thúc (Nguyễn Văn Bảo, 2000)

Mặc khác khi có mặt của nitơ và phospho sẽ gây nên hiện tượng phù dưỡng làm cho tảo phát triển rất mạnh làm giảm giá trị sử dụng của nguồn nước bởi vì chúng có mùi lạ Đặc biệt sau khi hết dưỡng chất tảo sẽ chết gây nên hiện tượng tái ô nhiễm (Lê Văn Khoa và et al ,1999)

Theo TS Dương Nguyên Khang, thì hai chất dinh dưỡng trong nước thải dễ gây nên vấn đề ô nhiễm nguồn nước đó là Nitơ (nhất là ở dạng nitrat) và Photpho

Vi khuẩn trong nước chủ yếu là các loài dị dưỡng hoại sinh Các loài này có khả năng phân hủy chất hữu cơ, oxy hóa các chất này thành các chất đơn giản, sản phẩm cuối cùng là CO2 và nước

Tiêu biểu là Coliform

Trong nước thải, đặc biệt là nước thải sinh hoạt, nước thải từ khu giết mổ, nhiễm nhiều vi sinh vật có sẳn trong phân gia súc, và các sản phẩm phụ trong quá trình giết

mổ Việc xác định tất cả các loài vi sinh vật phân và các sản phẩm phụ thải ra từ lò

mổ là rất khó khăn và phức tạp Trong các nhóm vi sinh vật đó người ta thường

chọn E.coli làm vi sinh vật chỉ thị cho chỉ tiêu vi sinh với lí do: E.coli đại diện cho

nhóm vi khuẩn quan trọng nhất trong việc đánh giá mức độ vệ sinh có nhiễm hay

tích theo phương pháp vi sinh vật thông thường ở các phòng thí nghiệm và có thể xác định sơ bộ trong điều kiện hực địa (Lương Đức Phẩm, 2002)

Thông số E.coli vừa có ý nghĩa sự nhiễm E.coli vừa có ý nghĩa đánh giá gián tiếp đánh giá sự nhiễm các vi khuẩn đường ruột khác bởi vì nếu biết nước có chứa E.coli

cũng có nghĩa là nước bị nhiễm những vi khuẩn đường ruột khác (Lê Xuân Phương, 2003)

Vi khuẩn đường ruột : Vi khuẩn đường ruột gồm 3 nhóm

- Nhóm Coliform đặc trưng Echerichia coli (E.coli)

- Nhóm Streptococcus đặc trưng là Streptococcus faecalis

- Nhóm Clostridium đặc trưng là Clostridium perfringens

Coliform là những trực khuẩn gram âm không sinh bào tử, hiếu khí hoặc kỵ khí tùy

ý, có khả năng lên men lactose sinh acid và sinh hơi ở 370C trong 24 – 48 giờ Trong thực tế phân tích, coliform còn được định nghĩa là các vi khuẩn có khả năng sinh hơi trong khoảng 48 giờ khi được ủ ở 370C trong môi trường canh Lauryl Sulphate và canh Brilliant Green Lactose Bile Salt Nhóm coliform gồm 4 giống là:

Escherichia với một loài duy nhất là E.coli, Citrobacter, Klebsiella và Enterbacter

Tính chất sinh hóa đặc trưng của nhóm này được thể hiện qua các thử nghiệm Indol(I), Methyl Red (MR), Voges – Prokauer (VP) và Citrate (IC) thường được gọi tắt chung là IMVIC (Biền Văn Minh, 2003)

2.5.3.2 Tảo (Algae hay Algobacteria)

Tảo được xếp vào giới tực vật nổi của nước Giới sinh vật này là loài tự dưỡng quang hợp tảo và các loài thực vật khác trong nước có thể tạo thành một quần thể khổng lồ các hợp chất hữu cơ từ các nguyên tố C, N, P bằng quang hợp hay hóa tổng hợp

Tảo là loài tực vật đơn giản nhất không có rể thân lá Có loại tảo với cấu trúc đơn bào, có loại mọc nhánh dài Chúng là thực vật phù du, có thể ở trong nước hoặc móc vào các giá đỡ (loài thực vật khác) Nhiều loài tảo, như vi tảo còn xếp vào giới

vi sinh vật, tảo lam được xếp vào nhóm vi khuẩn lam

Tảo là vi sinh vật tự dưỡng (autotrophe) Chúng sử dụng CO2 hoặc bicarbonat làm nguồn carbon và nguồn nitơ, photpho vô cơ để cấu tạo tế bào dưới tác dụng của năng lượng ánh sáng mặt trời, đồng thời thải ra oxy Quá trình quang hợp của tảo được biểu dienr như sau:

CO2 + PO43- + NH4+ tế bào mới (tăng sinh khối) + O2

Trong nước giàu nguồn nitơ, photpho Đặc biệt là Photpho sẽ là điều kiện tốt cho tảo phát triển Nguồn CO2 có thể do vi sinh vật hoạt động trong nước, phân hủy các chất hữu cơ tạo thành cung cấp cho tảo hoặc từ không khí

Tảo phát triển làm cho nước có màu sắc, thực chất là màu sắc của tảo

Tảo xanh Aphanizomenon blosaquae, Anabaena microcistic… làm cho nước có

màu xanh lam

Tảo Oscilatoria rubecens làm cho nước ngã màu hồng

Khuê tảo (Melosira, Navicula) làm cho nước có màu vàng nâu Chrisophit làm cho

nước có màu vàng nhạt

Tảo phát triển gây cho nước có mùi khó chịu, như mùi cỏ, mùi mỡ ôi khét, mùi thối… Nói chung tảo không gây độc, nhưng thân xác của chúng làm cahs tắc cho

ánh sáng

bơm lọc, làm giảm độ keo tụ lắng cặn và làm giảm chất lượng nước, đặc biệt là về màu và mùi

Gần đây mới phát hiện ra một số loại tảo độc, đặc biệt là ở các vùng đầm lầy tù hảm Tảo độc phát triển thường có liên quan tới vùng có bệnh viêm gan hoặc ung thư gan

Tảo xanh có chất diệp lục (Clorophyl) Chất này đóng vai trò quan trong trong quá

trình quan hợp Có thể dùng tảo xanh làm chỉ thị sinh học đánh giá chất lượng nước

và gia súc

Các quá trình diễn ra trong hồ sinh học tương tự như quá trình tự rửa sạch trong sông hồ nhưng với tốc độ nhanh hơn và hiệu quả hơn Trong các ao hồ này các hoạt động của vi sinh vật hiếm khí, kị khí, quá trình cộng sinh của tảo và vi sinh vật là quá trình sinh học chủ đạo các quá trình lí học, hóa học gồm các hiện tượng pha loãng, lắng, hấp thụ, kết tủa, các phản ứng hóa học…cũng diễn ra tại đây Quần thể động thực vật trong ao hồ đóng vai trò quan trọng trong quá trình vô cơ hóa các hợp chất hữu cơ trong nước thải Đầu tiên vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ phức tạp thành các chất hữu cơ đơn giản và vô cơ, đồng thời trong quá trình quang hợp chúng lại giải phóng oxi cung cấp cho cá Cá bơi lội khấy trộn nước có tác dụng tăng sự tiếp xúc của oxi với nước, thúc đẩy sự hoạt động phân hủy của vi sinh vật Tùy theo sự hiện của oxi mà người ta phân ra các loại ao hồ để xử lí nước thải thành ao hiếm khí, ao tùy nghi, ao kỵ khí

Ngày nay, người ta xử dụng ao hồ để xử lý nước thải và đồng thời tái sử dụng chất dinh dưỡng có trong nước thải để sản xuất tảo và để nuôi cá

Theo Lê Hoàng Việt, (2000) và Lương Đức Phẩm (2002) từ mặt ao xuống đáy chia làm 3 vùng:

Vùng hiếu khí: Đặc trưng bởi hệ cộng sinh giữa vi khuẩn tảo, nguồn oxy cung cấp cho hoạt động này là nguồn oxy khí trời, thông qua quá trình trao đổi tự nhiên của bề mặt ao và oxy tạo ra quá trình quang hợp của tảo Vi khuẩn hiếu khí sẽ

sử dụng oxy để phân hủy các chất hữu cơ thành các chất dinh dưỡng và CO2 cho tảo

sử dụng để quang hợp

Vùng kỵ khí không bắt buộc: Đặc trưng bởi các hoạt động của vi sinh vật kỵ không khí bắt buộc Ở vùng này có khu hệ sinh vật khá phong phú, gồm giống

Pseudomonas, Bacillus, Flavobacterium, Achromobacter… các vi khuẩn này phân

giải chất hữu cơ thành nhiều chất trung gian khác, cuối cùng là CO2 và nước, đồng thời tạo ra tế bào mới, chúng sử dụng oxy của tảo và thực vật trong nước tạo ra Vùng kỵ khí: Đặc trưng bởi các hoạt động vi sinh vât kỵ khí phân hủy các chất hữu cơ lắng động dưới đáy ao Các sản phẩm phân hủy kỵ khí trước tiên là các axit

Quy trình này có ưu điểm là công nghệ và vận hành khá đơn giản, giá thành rẻ nhưng có nhược điểm là xử lí không triệt để khí thải còn mùi hôi và đặc biệt cần phải có diện tích rộng để xử lí đạt hiệu quả (Dương Nguyên Khang, Biogas - xử lí chất thải)

2.6.2 Sử dụng thủy sinh thực vật để xử lý nước thải

Theo Lê Hoàng Việt, 2003, Thủy sinh thực vật là các loài thực vật sinh trưởng trong môi trường nước, chúng có thể gây nên một số bất lợi cho con người do việc phát triển nhanh và phân bố rộng của chúng Tuy nhiên chúng ta có thể sử dụng chúng để xử lý nước thải các thủy sinh thực vật tạo điều kiện cho các vi khuẩn bám vào cơ thể chúng để phân hủy chất thải, các loại thực vật chính gồm:

Thủy sinh thực vật sống chìm: Loài thủy sinh vật này phát triển dưới mặt nước và chỉ phát triển được ở các nguồn nước có đủ ánh sáng Chúng gây nên các tác hại làm tăng độ đục cho nước, ngăn cản sự khuyếch tán của ánh sánh vào nước

Do đó các loại thủy sinh thực vật này không hiệu quả trong việc làm sạch chất thải Thủy sinh thực vật sống trôi nổi: rễ của loài thực vật này không bám vào đất mà lơ lửng trên mặt nước Rể của chúng tạo điều kiện cho vi khuẩn bám vào phân hủy các chất thải

Thủy sinh vật sống nổi: loại thủy sinh vật này có rể bám vào đất, nhưng thân

và lá phát triển trên mặt nước Loại này thường sống ở những nới có thủy triều ổn định

 Cơ chế xử lý bằng thủy sinh thực vật

- Cơ chế loại bỏ chất hữu cơ: các cặn lắng được phân hủy bởi các vi khuẩn

kị khí Các chất lơ lững hoặc chất hữu cơ hòa tan được loại đi bởi các hoạt động của

Một số thủy sinh thực vật tiêu biểu được sử dụng để xử lý nước thải như lục bình

(Eichhornia crapsipes), bèo tấm (Wofia arrhiga), bèo tai tượng (Pistia stratiotes)…

Lục bình có khả năng hấp thụ kim loại nặng như Chì, Cadium và thủy ngân

Nó có khả năng hấp thu khoảng 65% Pb, 5% Cd, 65% Hg, từ nước thải ô nhiễm nồng độ 10ppm Hg và Cd (B.C Wolverton và R.C.MC Donald, 1978)

Theo kết quả nghiêng cứu của B.C Wolverton (1979) cho thấy sự kết hợp giữa lục bình và beo tấm làm tăng khả năng xử lý BOD, N, K, Ca2+ của hệ thống và chúng được loại khỏi hệ thống bằng cách thu hoạch sinh khối thực vật Sinh khối này cũng

là nguồn cung cấp năng lượng, phân bón và thức ăn gia súc

Cỏ vetiver dạng bụi rậm, lưu niên, phiến lá tương đối cứng, tán lá phần lớn nằm ở phần gốc Các bẹ lá phủ lên nhau, ép sát và xếp úp vào nhau tạo thành một rào cản cơ học, mật độ dày trên bề mặt đất, sẽ rất hiệu quả trong việc ngăn chặn sự mất dinh dưỡng và xói mòn đất

Nhờ có hệ thống rễ phát triển dày đặc, cỏ vetiver có khả năng hấp thu một cách có hiệu quả các khoáng chất có độc tính từ nguồn phân bón và thuốc bảo vệ thực vật gây ô nhiễm trong đất và nước như các chất N, P, Al, Mg, Hg, Cd và Pb

Hấp thu các khoáng chất có độc tính, lọc nước chống ô nhiễm nguồn nước, bảo vệ môi trường (www.Agriviet.com.vn)

2.6.3 Sử dụng bể lắng để xử lí nước thải

Cấu tạo vận hành: nước thải chảy qua lưới lọc 1 × 1 hay 1,5 × 1,5 để loại bỏ cặn lớn Sau đó nước thải rắn sẽ chảy vào 3 ngăn (thường xây bằng xi măng) có một ngăn sâu khoảng 2,5 – 3 m Ngăn thứ 2 sâu 1,2 – 1,5 m và ngăn 3 sâu dưới 1 m

Nước được luân chuyển theo kiểu chảy tràng

Chức năng của bể lắng là giảm phần lớn các chất rắn có trong nước thảinhưng không giải quyết một cách triệt để các tác nhân gây bệnh

Trung bình 1m3 khối xử lí cho dưới 10 heo trưởng than hoặc dưới 50 heo

con

Yêu cầu vận hành: Định kỳ lấy bùn lắng trong các bể (2 – 3 lần/ tháng) sử dụng làm phân bón (Dương Nguyên Khang, 2003)

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Nội dung nghiên cứu

- Khảo sát tình trạng giết mổ heo tại một số lò giết mổ gia súc tập trung tại huyện Tam Bình – Vĩnh Long

Khảo sát một số chỉ tiêu lí hóa của nước thải từ các lò mổ

- Đánh giá nước thải qua mô hình xử lý tại lò mổ tập trung theo nước thải công nghiệp – tiêu chuẩn thải TCVN 5945 – 2005 của Tổng Cục Đo lường Chất lượng,

Bộ khoa học và Công nghệ

3.2 Phương tiện nghiên cứu

3.2.1 Thời gian, địa điểm, đối tượng nghiên cứu

- Địa điểm thực hiện: Tại lò giết mổ tập trung huyện Tam Bình

- Thời gian thực hiện: Từ ngày 12 tháng 1 năm 2009 đến ngày 10 tháng 4 năm

Lọ màu nút mài 125ml, bình định mức 50ml, becker, ống đong

Cân điện tử cực nhạy

Máy quang phổ spectronic 20

Phễu và giấy lọc mẫu nước đường kính 0.45µm

Bình nhựa chứa mẫu nước, dung dịch A, dung dịch B

Giấy lọc Cellulose Acetate Filter đường kính có lỗ lọc 0,45µm và đường kính giấy lọc 45nm, cốc sứ, bình hút ẩm

Molybate amonium, K(SbO)C4H4O6.0.5H2O, acid ascorbic

Phenolphtalein 0,1%, NaOH 15%, dung dịch H2SO4 0,1N

Dung dịch Phenol, CuSO4.5H2O, KNO3, Aceton, Sulfanilamid (C6H8N2O2S)

Hydrazine sulfate (N2H6SO4), N-(1-napthy)- ethylendiamine dihydrochloride (C12H16CLN2), dung dịch HCL đậm đặc

Môi trường Lauryl sulfate Broth (LSB): Trytose 20g, Lactose 5g NaCl 5g, Natri lauryl sulfate 0,1g, K2HPO4 2,75g và KH2PO4 2,75g

Môi trương Brilliant Green Bile Lactose Broth (BGBL): Peptone 10g, lactose 10g, mật bò khô 20g, brilliant green 0,0133g

3.3 Phương pháp nghiên cứu

Trước khi thu thập mẫu, chúng tôi tiến hành điều tra thực địa tất cả các lò mổ trong huyện Tam Bình, tỉnh Vĩnh Long để chọn hai lò mổ điển hình nhất về lượng heo giết mổ trung bình cao và có hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh so với các lò còn lại.Thí nghiệm được thực hiện theo phương pháp cắt ngang

3.3.1 Phương pháp thu thập và bảo quản mẫu nước

3.3.1.1 Phương pháp bảo quản mẫu nước

Mẫu nước được vận chuyển và bảo quản theo TCVN 4556 – 88 Trước khi lấy mẫu chúng tôi rửa sạch chai, lọ bằng xà phòng, sau đó tráng thật kỹ bằng nước cất, khi lấy mẫu tráng nhiều lần bằng chính nước cần lấy mẫu

Bảng 3.1: Điều kiện bảo quản và thời gian lưu mẫu của các chỉ tiêu

3.3.1.2 Vị trí lấy mẫu và các chỉ tiêu phân tích

Mẫu nước được lấy tại hai lò giết mổ là nước thải

- Lò giết mổ 1:

Lò mổ Tư Hùng, quốc lộ 1A, xã Song Phú, huyện Tam Bình, tỉnh Vĩnh Long

Số heo giết mổ trung bình 10 – 15 con/ngày Nước sử dụng để giết mổ là nước giếng Nước thải được xử lý bằng hầm lắng sau đó cho qua hai ao thủy sinh thực vật Ao 1 trồng cỏ lông tây, ao 2 trồng lục bình

- Lò giết mổ 2:

Lò mổ Công Bình, quốc lộ 1A, xã Song Phú, huyện Tam Bình, tỉnh Vĩnh Long

Số heo giết mổ trung bình 10 – 15 con/ngày Nước sử dụng giết mổ là nước sông

Chỉ Tiêu Dụng cụ chứa mẫu Điều kiện bảo quản Thời gian lưu mẫu

Thùng nhựa 1 lít Thùng nhựa 1 lít

Lọ thủy tinh vô trùng

Không bảo quản 2-4ml choroform/l Không bảo quản Không bảo quản 1ml H2SO4

Không bảo quản Không bảo quản Không bảo quản

4 (giờ) 24- 48 (giờ)

Nước thải được xử lý bằng hầm lắng sau đó cho qua ba ao cá

Lò 1

Lò 2

Ghi chú: (1): Nước thải chưa xử lí

(2): Nước thải sau xử lí

Tại mỗi lò mổ, nước thải được lấy tại hai vị trí: trước khi xử lý và sau khi xử lý Mẫu nước được lấy 3 lần lập lại Số mẫu nước thu thập là 12 mẫu

Tổng số mẫu = số mẫu/ lò x số lò x số lần lập lại

Tổng số mẫu = 2 mẫu x 2 lò x 3 lần lập lại = 12 mẫu

Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải cần theo dõi là: Coliform tổng số, chất

rắn lơ lửng (SS), nhu cầu oxi sinh hóa (BOD5), nhu cầu oxy hóa học (COD), hàm lượng nitơ tổng số, hàm lượng photpho tổng số

Số lượt phân tích các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải là 72 lượt

Số lượt phân tích = Tổng số mẫu x 6 chỉ tiêu

Số lượt phân tích = 12 mẫu x 6 = 72 lượt

3.3.2 Phân tích các chỉ tiêu trong nước

3.3.2.1 Chất rắn lơ lửng trong nước (SS)

Chất rắn lơ lửng trong nước được xác định bằng phương pháp trực tiếp, lấy mẫu nước lọc qua giấy lọc cellulose acetate có đường kính lỗ lọc 0,45 µm và sấy khô ở

1050C đến trọng lượng không đổi(Chanin và ctv, 1958)

Chất rắn lơ lửng trong nước được xác định bằng phương pháp trực tiếp

Phương pháp này được thực hiện như sau:

Lọc 50 ml mẫu nước qua giấy lọc cellulose acetate có đường kính của lỗ lọc 0,45µm và đã biết trước trọng lượng, sau đó mang giấy lọc sấy khô ở 1050C cho đến khi trọng lượng giấy không đổi, lấy giấy để nguội trong bình hút ẩm, sau đó đem cân

3.3.2.2 Oxy hóa học (COD)

Nhu cầu oxy hóa học COD là phương pháp do lượng oxy tương đương của các cấu tử trong mẫu nước bị oxy hóa bởi các tác nhân hóa học có tính oxy hóa mạnh, nhằm mục đích khảo sát các thông số của dòng nước và nước thải công nghiệp, đặc biệt các công trình xử lý nước thải

COD của mẫu nước được xác định bằng phương pháp Kalipermanganate (KMnO4) trong môi trường kiềm (APHA,1992)

COD của mẫu nước được xác định bằng phương pháp KMnO4 (kalipermanganate) trong môi trường kiềm, cách tiến hành như sau:

Lò giết

Mổ 2

Hầm Lắng

Ao

1

Đong 50 ml mẫu nước cất làm mẫu trắng và 50 ml mẫu nước thải cho vào bình tam giác 100 ml, sau đó cho vào 5ml KMnO4 0,05 N kiềm tính

Đem đun cách thuỷ ở điểm sôi đúng 1 giờ, lấy ra để nguội 10 phút

Tiếp tục cho vào 5 ml dung dịch KI 10% và 5 ml dung dịch H2SO4 4N, lắc đều, dung dịch có màu nâu

Dùng dung dịch Na2S2O3 0,05 N chuẩn độ mẫu trắng cho đến khi có màu vàng nhạt, cho 3 giọt chỉ thị hồ tinh bột 1% vào, lắc đều dung dịch có màu xanh, tiếp tục chuẩn độ từ từ cho đến khi dung dịch chuyển từ màu xanh sang không màu thì dừng lại, ghi thể tích V1 Na2S2O3 0,05 N đã sử dụng để chuẩn độ mẫu trắng

Làm tương tự cho mẫu nước thải, ta có thể tích V2

Tính kết quả

COD (ppm) = (V1 - V2 ) x N x 8 x 1000 /50 Trong đó:

V1 là thể tích dung dịch Na2S2O3 0,05 N chuẩn độ mẫu trắng

V2 là thể tích dung dịch Na2S2O3 0,05 N chuẩn độ mẫu nước thải

N là nồng độ đương lượng gam của dung dịch Na2S2O3 0,05N đã sử dụng 8: là đương lượng gam của oxy

50: là thể tích ml mẫu nước đem chuẩn độ

1000 : là hệ số đổi ra mg

Chú ý: Cần phải pha loãng nồng độ mẫu với oxi bão hòa nếu mẫu quá bẩn 3.3.2.3 Oxy hoà tan DO (Dissolve Oxygen)

Chúng tôi sử dụng phương pháp Winkler trong môi trường bazơ mạnh

Phương pháp Winkler dựa trên sự oxi hóa mangan IV bởi lượng oxi hòa tan trong nước:

Mn2+ + OH- Mn(OH)2 (kết tủa trắng), nếu mẫu không có sự hiện diện của oxy thì chỉ có kết tủa màu trắng, còn nếu trong mẫu có oxy một phần Mn2+ bị oxy hóa tạo thành MnO2 có màu nâu

Mn(OH)2 + (OH)- + ½ O2 MnO2(màu nâu) + 2H2O

Lượng oxy được xác định gián tiếp qua việc định lượng Iod sinh ra trong phản ứng bằng thiosulfate với hồ tinh bột làm chất chỉ thị:

MnO2 + 2I- + 4H+ Mn2+ + I2 + 2H2O

2S2O32- + I2 S4O62- + 2I

-Cách tiến hành như sau:

Mở nấp lọ ra, cho vào 1 ml dung dịch MnSO4 và 1 ml dung dịch KI-NaOH, đậy nút chai lại, lắc đều, nếu mẫu nước có kết tủa màu trắng, chứng tỏ có rất ít hay không

có oxy hoà tan, nếu có kết tủa màu vàng nâu thì có nhiều oxy hoà tan trong mẫu nước

Để yên cho kết tủa lắng xuống khoảng nửa bình, lại tiếp tục lắc đều một lần nữa để kết tủa hoàn toàn oxy hoàn tan trong mẫu nước, sau đó để yên 5 phút đối với mẫu nước ngọt, 10 phút đối với mẫu nước lợ, mặn

Mở nút lọ ra, cho vào 2ml H2SO4 đậm đặc, đậy nắp lọ lại lắc đều cho đến khi kết tủa hoà tan hoàn toàn

Dùng ống đong 100 ml, đong 50 ml dung dịch vừa axit hoá ở trên cho vào bình tam giác 100 ml

Dùng Na2S2O3 0,01 N chuẩn độ cho đến khi dung dịch chuyển sang màu vàng nhạt, cho 3 giọt chỉ thị hồ tinh bột vào, lắc đều dung dịch có màu xanh, tiếp tục chuẩn độ

từ từ cho đến khi dung dịch chuyển từ màu xanh sang không màu thì dừng lại, ghi thể tích V1 Na2S2O3 0,01 N đã sử dụng để chuẩn độ mẫu của bình 1

Làm tương tự như trên, ta có thể tích V2

Tính thể tích trung bình Vtb

Vtb = (V1 + V2 )/2 Tính kết quả:

Oxy hoà tan (ppm) = (Vtb x N x 8 x 1000)/50 Trong đó:

N là nồng độ đương lượng gam của dung dịch Na2S2O3 0,01 N đã sử dụng

8 là đương lượng gam của oxy

50 là thể tích ml mẫu nước đem chuẩn độ

1000 là hệ số đổi ra mg

3.3.2.4 Oxy sinh hóa (BOD 5 )

BOD5 được xác định bằng phương pháp Winkler trong môi trường bazơ mạnh ở nhiệt độ 200C ủ trong 5 ngày (APHA, 1992)

Cho mẫu nước thải vào chai lọ màu nút mài 125 ml, đem lọ đặc trong tủ nuôi cấy ở nhiệt độ 200C, sau 5 ngày đem lọ ra để xác định oxy hoà tan còn lại trong mẫu

giống như xác định DO

Tính kết quả: BOD5 (mg/l) = (D1 - D2)/P

Trong đó:

D1: nồng độ oxy hoà tan của mẫu nước ngày thứ nhất (mg/l) D2: nồng độ oxy hoà tan của mẫu nước ngày thứ năm (mg/l) P: tỷ số pha loãng, tính theo công thức

P = thể tích mẩu nước/ thể tích mẫu + thể tích pha loãng

Chú ý: Cần phải pha loãng mẫu với nước oxi bão hòa

Chưng cất: Hút 10ml axít boric 2% vào bình tam giác 250 ml Đặc bình nhận này sau cho đầu ngưng tựu ngập trong axít boric Chuyển mẩu từ bình công phá vào bình chưng cất 500 ml, rữa vài lần bằng nước cất vào bình Kjeldahl Cho 20 ml NaOH 33% vào bình chưng cất Thời gian chưng cất khoảng 5 phút Hạ bình tam giác dùng nước cất rữa sạch đầu ống và lấy bình tam giác ra