KHẢO sát một số CHỈ TIÊU lý hóa nước THẢI tại lò GIẾT mổ GIA súc TIẾN THÀNH THỊ xã vị THANH TỈNH hậu GIANG

Trong nước thải lò mổ chứa nhiều chất hữu cơ, mầm bệnh và có mùi hôi thối khó chịu, lượng chất thải này chưa qua xử lý mà thải trực tiếp vào môi trường sẽ gây ô nhiễm môi trường nói chun

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

Luận văn tốt nghiệp Ngành: BÁC SĨ THÚ Y

Tên đề tài:

KHẢO SÁT MỘT SỐ CHỈ TIÊU

LÝ HÓA NƯỚC THẢI TẠI LÒ GIẾT MỔ GIA SÚC TIẾN THÀNH THỊ XÃVỊ THANH TỈNH HẬU GIANG

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

PGs.TS LƯU HỮU MÃNH LÊ CHÍ NGUYỆN

MSSV: 3042819

Lớp:THÚ Y KHÓA 30

Cần Thơ, 2009

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

Tên đề tài: KHẢO SÁT MỘT SỐ CHỈ TIÊU LÝ HÓA NƯỚC THẢI TẠI LÒ GIẾT MỔ GIA SÚC TIẾN THÀNH THỊ XÃVỊ THANH

Duyệt Bộ Môn Duyệt của giáo viên hướng dẩn

Cần thơ, ngày … tháng … năm 2009 Duyệt Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng

LỜI CẢM TẠ

Tôi chân thành biết ơn:

Thầy PGs.TS Lưu Hữu Mãnh trưởng bộ môn thú y Khoa Nông Nghiệp &

Sinh Học Ứng Dụng trường Đại Học Cần Thơ đã tận tâm hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức chuyên môn và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành luận văn này

Cô PGs.TS Nguyễn Nhật Xuân Dung đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi

hoàn thành luận văn này

Cô TS Huỳnh Kim Diệu cố vấn học tập lớp thú y A1_K30 cùng thầy cô bộ môn chăn nuôi và bộ môn thú y Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng trường Đại Học Cần Thơ đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ trong thời gian học tập tại trường

Cô Ths Bùi Thị Lê Minh cán bộ giảng dạy bộ môn thú y Khoa Nông Nghiệp

& Sinh Học Ứng Dụng trường Đại Học Cần Thơ đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian hoàn thành luận văn này

Cô Trần Thị Điệp cán bộ phòng thí nghiệm dinh dưỡng học đã tận tình giúp đỡ

tôi trong thời gian phân tích mẫu tại phòng E108 bộ môn chăn nuôi Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng trường Đại Học Cần Thơ

Anh Lê Văn Ấm và các bạn thực tập tại bộ môn thú y Khoa Nông Ngiệp

trường Đại Học Cần Thơ đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian hoàn thành luận văn này

Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Đốc và nhân viên lò giết mổ gia súc Tiến Thành – Vị Thanh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi tiến hành lấy mẫu khảo sát

Tất cả các bạn lớp thú y K30 đã tận tình động viên tôi trong suốt thời gian học tập và làm luận văn tốt nghiệp tại trường

Cha mẹ và những người thân yêu đã động viên, quan tâm, chăm sóc cho tôi trong suốt thời gian học tập và làm luận văn tốt nghiệp tại trường

Xin cảm ơn và gửi đến quí thầy cô cùng các bạn lớp thú y K30 những tình cảm

ưu ái nhất

Tôi rất chân trọng và sẽ nhớ mãi những sự giúp đỡ quí báu này

MỤC LỤC

LỜI CẢM TẠ iv

MỤC LỤC v

DANH SÁCH BẢNG vii

DANH SÁCH HÌNH viii

TÓM LƯỢC ix

Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

2.1 THÀNH PHẦN VÀ ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THẢI CHUỒNG LƯU HEO 2

2.2 THÀNH PHẦN VÀ ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THẢI CỦA XÍ NGHIỆP MỔ HEO 2

2.3 CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC 2

2.3.1 Nhiệt độ 3

2.3.2 Độ pH 3

2.3.3 Hàm lượng chất rắn 3

2.3.4 Oxy hoà tan (DO-Dissolved Oxygen) 4

2.3.5 Nhu cầu oxy hóa sinh (Biochemical Oxygen Demand, BOD) 5

2.3.6 Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand, COD) 5

2.3.7 Hàm lượng phospho 5

2.3.8 Hàm lượng nitơ 6

2.3.9 Chỉ số vi sinh 6

2.4 XỬ LÝ CHẤT THẢI LÒ MỔ 7

2.4.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học 7

2.4.2 Xử lý nước thải bằng ao sinh học 7

2.4.3 Xử lý nước thải bằng tảo 10

2.4.4 Xử lý nước thải bằng thủy sinh thực vật có kích thước lớn 11

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13

3.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 13

3.1.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 13

3.1.2 Dụng cụ thí nghiệm 13

3.1.3 Hóa chất 13

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13

3.2.1 Phương pháp thu thập mẫu 13

3.2.2 Cách lấy mẫu 14

3.2.3 Số mẫu nước cần lấy 14

3.2.4 Phương pháp phân tích mẫu 15

3.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỐNG KÊ VÀ ĐÁNG GIÁ KẾT QUẢ 1 8 Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 19

4.1 HIỆN TRẠNG CHUNG CỦA LÒ MỔ GIA SÚC TIẾN THÀNH 19

4.2 KẾT QUẢ KHẢO SÁT MỘT SỐ CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI 23

4.2.1 Chỉ tiêu nhiệt độ 24

4.2.2 Chỉ tiêu pH 25

4.2.3 Chỉ tiêu oxy hòa tan trong nước (DO) 26

4.2.4 Chỉ tiêu nhu cầu oxy hóa sinh (BOD 5 ) 27

4.2.5 Chỉ tiêu nhu cầu oxy hóa học (COD) 29

4.2.6 Chỉ tiêu nitơ tổng số 30

4.2.7 Chỉ tiêu phospho tổng số 31

4.2.8 Chỉ tiêu chất rắn lơ lửng 32

4.3 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC LÒ MỔ 34

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 36

5.1 KẾT LUẬN 3 6 5.2 ĐỀ NGHỊ 3 6 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38

PHỤ LỤC HÌNH 39

PHỤ LỤC BẢNG 41

KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THỐNG KÊ 44

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần và đặc tính của nước thải chuồng lưu heo 2

Bảng 2.2 Thành phần và đặc tính của nước thải ở lò mổ heo 2

Bảng 3.1 Điều kiện bảo quản và thời gian lưu mẫu 14

Bảng 4.1 Kết quả khảo sát một số chỉ tiêu nước thải theo TCVN 5945 – 2005 23

Bảng 4.2 Hiệu quả xử lý nước thải lò giết mổ Tiến Thành qua các giai đoạn xử lý 24

DANH SÁCH HÌNH

Hình 3.1 Vị trí thu mẫu nước thải 15

Hình 4.1 Hầm lắng cát: 0.8m x 2,5m x 1,5m 20

Hình 4.2 Hầm tự hoại: 8m x 2,5m x 1,5m 20

Hình 4.3 Ao sinh học: 30m x 6m x 2m 21

Hình 4.4 cỏ Vetiver 21

Hình 4.5 Dương Xỉ 22

Hình 4.6 Mương cạn: 110m x 1,5m x 1m 22

Hình 4.7 Giá trị nhiệt độ khảo sát tại 4 vị trí lấy mẫu 24

Hình 4.8 Giá trị pH khảo sát tại 4 vị trí lấy mẫu 25

Hình 4.9 Giá trị DO khảo sát tại 4 vị trí lấy mẫu 26

Hình 4.10 Hiệu quả xử lý BOD 5 của lò mổ gia súc Tiến Thành 28

Hình 4.11 Hiệu quả xử lý COD của lò mổ gia súc Tiến Thành 29

Hình 4.12 Hiệu quả xử lý nitơ tổng số của lò mổ gia súc Tiến Thành 30

Hình 4.13 Hiệu quả xử lý phospho tổng số của lò mổ gia súc Tiến Thành 31

Hình 4.14 Hiệu quả xử lý SS của lò mổ heo Tiến Thành 33

Hình 4.15 Hiệu quả xử lý BOD 5 của lò mổ gia súc Tiến Thành 34

Hình 4.16: Đo pH bằng máy Hanna 39

Hình 4.17: Chuẩn độ bằng dung dịch Na 2 SO 3 0.05N 39

Hình 4.18: Chưng cất đạm 40

Hình 4.19: Sấy mẫu ở nhiệt độ 105 0 C 40

TÓM LƯỢC

Đề tài “Khảo sát một số chỉ tiêu lý hóa nước thải tại lò giết mổ gia súc Tiến Thành, thị xã Vị Thanh, tỉnh Hậu Giang” được tiến hành từ 02/2009

đến 04/2009 tại lò giết mổ gia súc Tiến Thành

Nước thải lấy ở 4 vị trí: nước ở hầm lắng, nước sau khi qua xử lý sơ bộ bằng hầm lắng lọc, nước thải sau khi xử lý qua ao sinh học và nước trước khi thải vào môi trường, với 4 lần lập lại

Kết quả khảo sát cho thấy hiệu quả của hệ xử lý như sau:

BOD5 đầu vào 76 mg/l kết quả BOD5 đầu ra 31 mg/l, giảm 46 mg/l so với đầu vào

COD đầu vào 137 mg/l sau khi xử lý giảm còn 55 mg/l

DO đầu vào 0 mg/l sau khi xử lý nước thải đầu ra đạt 8 mg/l

Nitơ đầu vào 27 mg/l sau khi xử lý còn 6 mg/l, giảm 21 mg/l

Phospho đầu vào 95 mg/l đầu ra còn 51 mg/l, giảm 44 mg/l

SS đầu vào 306 mg/l, giá trị trung bình của nước thải đầu ra là 83 mg/l, giảm 223 mg/l

Coliform đầu vào 3705x105 MPN/100ml và ở nước thải đầu ra là 6,345x105MPN/100ml, giảm 36,98655x105 MPN/100ml

Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Việt Nam trong giai đoạn phát triển đất nước theo hướng công nghiệp hóa hiện đại hóa, ngày càng có nhiều khu công nghiệp được xây dựng trong đó có nghành công nghiệp thực phẩm

Thực phẩm là hàng hóa thiết yếu của xã hội, thịt động vật không thể thiếu trong bữa

ăn hàng ngày của con người Nhu cầu được sử dụng thịt ngày càng tăng lên đòi hỏi ngành chăn nuôi phát triển và số lượng lò mổ cũng tăng lên về số lượng

Hiện nay khu giết mổ gia súc được xây dựng để giết mổ tập trung nhằm để kiểm tra chất lượng sản phẩm đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm, khống chế khi có dịch bệnh trong chăn nuôi xảy ra, kiểm tra việc xử lý chất thải lò mổ trước khi thải ra bên ngoài để bảo vệ môi trường sinh thái Do đó việc xử lý nước thải của các lò mổ gia súc đã được đặt ra Hầu hết các lò mổ có công suất giết mổ nhỏ chưa có phương pháp xử lý nguồn chất thải này hiệu quả cao

Trong nước thải lò mổ chứa nhiều chất hữu cơ, mầm bệnh và có mùi hôi thối khó chịu, lượng chất thải này chưa qua xử lý mà thải trực tiếp vào môi trường sẽ gây ô nhiễm môi trường nói chung đặc biệt là ô nhiễm môi trường nước, ảnh hưởng đến những sinh vật sống trong nước và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng dân cư Với lò giết mổ gia súc Tiến Thành, số heo lưu tại lò mổ trung bình khoảng 100 con

và công suất giết mổ 50 đầu heo/ngày đêm sẽ thải ra môi trường 23 m3 nước/ngày, nếu không có biện pháp xử lý thích hợp sẽ gây ô nhiễm nguồn nước mặt

Đề tài nghiên cứu “Khảo sát một số chỉ tiêu lý hóa nước thải tại lò giết mổ gia súc Tiến Thành thị xã Vị Thanh tỉnh Hậu Giang” được tiến hành nhằm mục đích

đánh giá hiện trạng nước thải của lò mổ so với TCVN 5945 – 2005 của Tổng Cục Tiêu Chuẩn Đo Lường Chất Lượng, Bộ Khoa Học Công Nghệ

Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 THÀNH PHẦN VÀ ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THẢI CHUỒNG LƯU HEO

Thành phần và đặc tính của nước thải này phụ thuộc vào loại heo, số lượng heo, phương pháp làm sạch chuồng trại, thời gian lưu trữ heo

Bảng 2.1 Thành phần và đặc tính của nước thải chuồng lưu heo

(Trung tâm đào tạo ngành nước và môi trường, 1999)

2.2 THÀNH PHẦN VÀ ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THẢI CỦA XÍ NGHIỆP MỔ HEO

Nước thải của xí nghiệp mổ heo phụ thuộc số lượng heo được giết mổ, cách giết

mổ, cách thu hồi và xử lý các sản phẩm phụ trong quá trình giết mổ, nơi làm lòng

và nơi tháo phân (Ngô Kế Sương và Nguyễn Lân Dũng, 1997)

Bảng 2.2 Thành phần và đặc tính của nước thải ở lò mổ heo

Chỉ tiêu Đơn vị tính Giá trị

6.3 – 10

490 – 6000

1000 – 11118

5 – 300 0.249 – 0.143

5 – 137

(Theo Ngô Kế Sương và Nguyễn Lân Dũng, 1997 )

2.3 CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC

Để đánh giá chất lượng nước cũng như mức độ gây ô nhiễm nước người ta đưa ra một số thông số, các thông số này phản ánh đầy đủ tính chất lý học, hóa học và sinh học của nước và nước bị ô nhiễm Tùy theo từng loại nước sử dụng cho mục đích khác nhau mà người ta sẽ chọn các thông số cũng khác nhau để đánh giá chất lượng nước Sau đây xin giới thiệu một số thông số cơ bản

Chỉ tiêu Nước rửa chuồng (mg/L) Nước phân chuồng (mg/L)

-

10-30 25-60 2-5 7-8

Nhiệt độ cao trong nước sẽ tiêu diệt vi sinh vật và các loài thủy sinh khác, làm giảm khả năng tự làm sạch của nước Nhiệt độ thấp trong nước làm hạn chế sự phát triển

và các chuyển hóa (Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Thị Thùy Dương, 2003)

Nhiệt độ của nước, trong các thủy vực thấp nhất vào buổi sáng lúc 2-5 giờ, cao nhất vào buổi chiều lúc 14-16 giờ, nhiệt độ lúc 10 giờ đạt tới nhiệt độ trung bình của ngày đêm (Nguyễn Văn Bảo, 2002)

Nhiệt độ đo bằng nhiệt kế thủy ngân hay bằng máy đo nhiệt độ

do quá trình hòa tan, kết tủa hoặc thúc đẩy hay ngăn chặn những phản ứng hóa học, phản ứng sinh học xảy ra trong nước (Đặng Kim Chi, 2001)

Theo Lê Hoàng Việt (2003) các công trình xử lý nước thải áp dụng các quá trình sinh học làm việc tốt khi pH nằm trong giới hạn từ 7 - 7,6 Như chúng ta đã biết môi trường thuận lợi nhất để vi khuẩn phát triển là môi trường có pH từ 7 - 8 Các nhóm

vi khuẩn khác nhau có giới hạn pH hoạt động khác nhau Ngoài ra pH còn ảnh hưởng đến quá trình tạo bông cặn của các bể lắng bằng cách tạo bông cặn bằng phèn nhôm

Xác định pH bằng máy đo pH hoặc chất chỉ thị pH

Có một số chỉ tiêu biểu thị hàm lượng chất rắn như sau:

 Tổng số chất rắn (TS-Total Solid)

Các chất rắn tan trong nước có thể do: các chất vô cơ ở dạng hòa tan hoặc các chất không tan như đất, đá ở dạng huyền thù Các chất hữu cơ như các hạt vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, động vật nguyên sinh,…) và các chất hữu cơ tổng hợp như phân bón,

chất thải công nghiệp… Chất rắn ảnh hưởng đến chất lượng nước khi sử dụng cho sinh hoạt, cho sản xuất và cản trở hoặc tiêu tốn nhiều hóa chất trong quá trình xử lý nước (Nguyễn Văn Bảo, 2002)

Tổng hàm lượng chất rắn chính là lượng khô tính bằng mg của phần mẫu còn lại sau khi sấy khô ở 1050C đến khi trọng lượng không đổi

Đơn vị tính tổng số chất rắn là mg/l

 Chất rắn lơ lửng (SS-Suspension Solid)

Chất rắn lơ lửng là những hạt nhỏ vô cơ và hữu cơ trong nước thải Khi vận tốc của dòng chảy bị 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 được 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 (Lê Hoàng Việt, 2003)

Để xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng, lấy mẫu nước thải lọc qua giấy lọc tiêu chuẩn và đem sấy 1050C đến trọng lượng không đổi và được biểu thị bằng mg/l

 Chất rắn hòa tan (DS-Diluted Solid)

Chất rắn hòa tan không lọc được bao gồm các hạt keo và chất hòa tan có kích thước rất nhỏ nó chui qua giấy lọc tiêu chuẩn Các chất hòa tan có thể là phân tử hoặc ion chất hữu bay hơi hoặc cô cơ Chất rắn hòa tan là hiệu số của tổng số chất rắn với chất rắn lơ lửng (Nguyễn Đức Lượng vàNguyễn Thị Thùy Dương, 2003)

Chất rắn hòa tan được biểu thị bằng mg/l hay g/l

 Chất rắn bay hơi (VS-Volatile solid)

Hàm lượng chất rắn bay đi là trọng lượng chất rắn mất đi khi nung SS ở 5500C trong một khoảng thời gian nhất định, phần bay hơi là các chất hữu cơ phần còn lại

là các chất vô cơ Đơn vị tính là mg/l

 Chất rắn có thể lắng

Để xác định hàm lượng chất chất rắn có thể lắng được người ta dùng một dụng cụ thủy tinh gọi là nón Imhoff có chia vạch thể tích Cho một lít nước thải vào nón cho lắng tự nhiên trong vòng 45 phút sau đó khuấy nhẹ thành nón rồi để cho lắng xuống trong vòng 15 phút, sau đó đọc thể tích lắng được bằng các vạch chia bên ngoài

Chất rắn có thể lắng được biểu thị bằng mg/l

2.3.4 Oxy hoà tan (DO-Dissolved Oxygen)

Oxy hòa tan một trong những chỉ tiêu quan trọng của nước, oxy rất cần thiết cho sinh vật trên cạn cũng như dưới nước Oxy hòa tan trong nước không tác dụng với nước về mặt hóa học Hàm lượng DO trong nước phụ thuộc nhiều yếu tố như áp suất, nhiệt độ, thành phần hóa học của nguồn nước, số lượng vi sinh, thủy sinh vật…độ hòa tan của oxy vào nước phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc giữa hai pha oxy

và nước Khi chỉ số DO thấp có nghĩa là nước có nhiều chất hữu cơ, nhu cầu oxy hóa tăng nên tiêu thụ nhiều oxy trong nước Chỉ số DO cao chứng tỏ nước có nhiều rong tảo tham gia quá trình quang hợp giải phóng oxy (Đặng Kim Chi, 2001)

Theo Nguyễn Văn Bảo (2002) oxy hòa tan trong nước sẽ tham gia vào quá trình trao đổi chất, duy trì năng lượng cho quá trình phát triển, sinh sản và tái sản xuất cho các sinh vật sống trong nước, rất cần cho vi sinh vật thiếu khí

Oxy hòa tan trong nước tự nhiên và nước thải phụ thuộc vào mức độ ô nhiễm chất hữu cơ và hoạt động của thế giới thủy sinh, hóa sinh, hóa học và vật lý của nước Trong môi trường nước bị ô nhiễm nặng oxy được dùng nhiều cho quá trình hóa sinh và xuất hiện hiện tượng thiếu oxy trầm trọng Phân tích chỉ số oxy hòa tan là một trong những chỉ tiêu quan trọng đánh giá sự ô nhiễm của nước và giúp ta đề ra biện pháp xử lý thích hợp (Lương Đức Phẩm, 2002)

2.3.5 Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand, BOD)

Theo Lê Hoàng Việt (2003) nhu cầu oxy sinh hóa là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ trong một khoảng thời gian xác định và được ký hiệu bằng BOD được tính bằng mg/l Chỉ tiêu BOD phản ánh mức độ ô nhiễm hữu cơ của nước thải BOD càng lớn thì nước thải (hoặc nước nguồn) bị ô nhiễm càng cao

và ngược lại

Trong nước thải sinh hoạt và nước thải chăn nuôi BOD chiếm 50-60% của COD BOD chiếm tỷ lệ cao so với COD thì nguồn nước thải đó có thể xử lý bằng phương pháp sinh học BOD là tham số cơ bản để đánh giá mức độ nguồn nước bị ô nhiễm chất hữu cơ BOD càng cao chứng tỏ ô nhiễm trong nước càng bẩn (Nguyễn Văn Bảo, 2002)

2.3.6 Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand, COD)

Theo Lê Hoàng Việt (2003) chỉ tiêu BOD không phản ánh đầy đủ về lượng tổng các chất hữu cơ trong nước thải, vì chưa tính đến các chất hữu cơ không bị oxy hóa bằng phương pháp hóa sinh và cũng chưa tính đến một phần chất hữu cơ tiêu hao để tạo nên tế bào vi khuẩn mới Do đó để đánh giá một cách đầy đủ lượng oxy cần thiết để oxy hóa tất cả các chất hữu cơ trong nước thải người ta sử dụng chỉ tiêu nhu cầu oxy hóa học Để xác định chỉ tiêu này, người ta thường dùng potassium dichromate (K2Cr2O7) để oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ, sau đó dùng phương pháp phân tích định lượng và công thức để xác định hàm lượng COD

Các chất hữu cơ trong nước có hoạt tính hóa học khác nhau Khi bị oxy hóa không phải tất cả các chất hữu cơ đều chuyển hóa thành nước và CO2 nên giá trị COD thu được khi xác định bằng phương pháp KMnO4 hoặc K2Cr2O7 thường nhỏ hơn giá trị COD lý thuyết nếu tính toán từ các phản ứng hóa học đầy đủ Mặt khác, trong nước cũng có thể tồn tại một số chất vô cơ có tính khử (như S2-, NO2-, Fe2+ …) cũng có thể phản ứng được với KMnO4 hoặc K2Cr2O7 làm sai lệch kết quả xác định COD Việc xác định COD có ưu điểm là cho kết quả nhanh (chỉ sau khoảng 2 giờ nếu dùng phương pháp bicromat hoặc 10 phút nếu dùng phương pháp permanganat)

2.3.7 Hàm lượng phospho

Theo Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Thị Thùy Dương (2003) trong môi trường nước, phospho tồn tại ở dạng ortho-phosphat (H2PO4-, HPO42-, PO43-), polyphosphat như Na3(PO3)6 và phospho hữu cơ Phospho là nguyên tố rất quan trọng đối với sinh vật Chúng có mặt trong thành phần ATP, ADP, AMP, phospholipit, axit nucleic

Phospho rất cần thiết cho sinh vật, là chất dinh dưỡng cho vi khuẩn sống và phát triển trong các công trình xử lý nước thải, là chất dinh dưỡng đầu tiên cần thiết cho

sự phát triển của thực vật sống dưới nước Nếu nồng độ phospho trong nước thải xả

ra sông, hồ quá mức cho phép sẽ gây ô nhiễm và góp phần thúc đẩy hiện tượng phú dưỡng ở các thủy vực Chỉ tiêu phospho thường được quan tâm đối với chất lượng nước cấp và xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học (Đặng Kim Chi, 2001)

2.3.8 Hàm lượng nitơ

Hợp chất nitơ trong nước tự nhiên là nguồn dinh dưỡng cho các thực vật, là một nguyên tố cần thiết để tạo nên protein và acid nucleic Do đó, các số liệu về nitơ rất cần thiết để đánh giá xem nước thải đó có thể xử lý bằng phương pháp sinh học hay không Hàm lượng các hợp chất chứa nitơ cũng là một chỉ tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm nước (Nguyễn Văn Bảo, 2002) Trong môi trường nước nitơ thường tồn tại ở các dạng: nitơ amin, nitơ amoniac, nitơ nitrit, nitơ nitrat và nitơ tự do

thải của người và động vật luôn có loại vi khuẩn E.coli sinh sống và phát triển Sự

có mặt của E.coli trong nước chứng tỏ nguồn nước đã bị ô nhiễm bởi phân rác, chất

thải của người và động vật và như vậy cũng có khả năng tồn tại các loại vi trùng gây bệnh khác

Số lượng E.coli nhiều hay ít tùy thuộc mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước Đặc tính của khuẩn E.coli là khả năng tồn tại cao hơn các loại vi khuẩn, vi trùng gây bệnh khác nên nếu sau khi xử lý nước không còn phát hiện thấy E.coli thì điều đó chứng

tỏ các loại vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết

Mặt khác, việc xác định số lượng E.coli thường đơn giản và nhanh chóng nên loại

vi khuẩn này thường được chọn làm vi khuẩn đặc trưng trong việc xác định mức độ nhiễm bẩn do vi trùng gây bệnh trong nước

Theo Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Thị Thùy Dương (2003) tổng số vi sinh vật hiếu khí cũng là một thông số quan trọng để đánh giá chất lượng nước và định hướng giúp ta lựa chọn phương pháp xử lý nước bằng phương pháp sinh học

Theo Trần Linh Thước (2003), tùy theo mục đích sử dụng các chỉ tiêu vi sinh vật trong nước cần kiểm chứng sẽ thay đổi đối với nước tự nhiên, nước sản xuất nông nghiệp, nước sinh hoạt cần phải đảm bảo không bị nhiễm phân không mang mầm

bệnh bằng cách kiểm nghiệm vi sinh vật chỉ thị như Coliform tổng số, Coliform phân, E.coli Coliform là những trực khuẩn gram âm không sinh bào tử hiếu khí

hoặc kị khí có khả năng lên men lactose acid và sinh hơi ở 370C trong 24-48 giờ (Lê Hoàng Việt, 2003)

2.4 XỬ LÝ CHẤT THẢI LÒ MỔ

Tùy theo bản chất của phương pháp xử lý nước thải, người ta chia chúng thành

phương pháp xử lý hóa học, phương pháp lý học và phương pháp sinh học Một

phương pháp xử lý nước thải hoàn chỉnh gồm cả ba phương pháp trên Tuy nhiên,

tùy theo thành phần của nước thải, mức độ tài chính và yêu cầu xử lý mà ta chọn lựa

phương pháp xử lý thích hợp và có hiệu quả kinh tế

2.4.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học

Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học là nhằm tách các chất không hòa tan và

một phần chất rắn ở dạng keo ra khỏi nước thải Công trình xử lý nước thải bằng

phương pháp cơ học bao gồm

 Song chắn rác

Song chắn rác được dùng để giữ rác và các tạp chất có kích thước lớn trong nước

thải vào trạm bơm hay trạm xử lý nước thải Cấu tạo song chắn rác gồm các thanh

kim loại hình chủ nhật, hình tròn hay elip Khoảng cách giữa các thanh 16-20 mm

phụ thuộc vào vị trí thanh chắn rác (Hoàng Đức Liên và Tống Ngọc Tuấn, 2002)

 Bể lắng

Để giữ lại các chất hữu cơ không tan trong nước thải trước khi cho nước thải vào bể

xử lý sinh học người ta dùng bể lắng sơ cấp Bể lắng sơ cấp dùng để loại bỏ các

chất rắn có khả năng lắng (tỉ trọng lớn hơn tỉ trọng của nước) và các chất nổi (tỉ

trọng nhẹ hơn tỉ trọng của nước) Nếu thiết kế chính xác bể lắng sơ cấp có thể loại

được 50 – 70% chất rắn lơ lửng, 25 – 40% BOD của nước thải

Nếu bể lắng sơ cấp được thiết kế như là giai đoạn sửa soạn cho quá trình xử lý sinh

học thì các thông số tính toán có thể thay đổi như là thời gian lưu tồn ngắn hơn lưu

lượng nạp cho một đơn vị diện tích lớn hơn so với trường hợp bể lắng sơ cấp là

phương pháp xử lý duy nhất

Trước khi bể lọc sinh học hoặc bể aeroten, hàm lượng chất lơ lửng trong nước

không được quá 150 mg/l (một số tài liệu chọn giá trị < 125 mg/l), thời gian lắng

khi đó được chọn không dưới 1,5 giờ

Nếu hàm lượng chất lơ lửng cho phép trong nước đã lắng trên 150 mg/l (khi xử lý

nước thải ở cánh đồng lọc, cánh đồng tưới) thời gian lắng có thể giảm xuống 0,5 – 1

giờ Bể lắng sơ cấp có thể có hình chữ nhật hoặc hình trụ tròn, được trang bị thêm

thiết bị gạt váng trên bề mặt và cặn dưới đáy bể (Lê Hoàng Viêt, 2003)

2.4.2 Xử lý nước thải bằng ao sinh học

Người ta có thể ứng dụng các quá trình tự nhiên trong các ao hồ để xử lý nước thải

Trong các ao hồ này các hoạt động cả vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí, quá trình cộng

sinh của tảo và vi khuẩn, các quá trình lý học, hóa học bao gồm các hiện tượng pha

loãng, lắng tụ, hấp thụ, kết tủa và các phản ứng hóa học…cũng diễn ra tại đây

Hồ sinh vật là hồ chứa nước thải được thiết kế sao cho các quá trình tự làm sạch tự

nhiên phát huy tối đa khả năng hoạt động của chúng Việc sử dụng các ao hồ để xử

lý nước thải có ưu điểm là ít tốn kém trong xây dựng, dễ vận hành và sử dụng Tuy

nhiên, do các cơ chế xử lý nước thải diễn ra chậm nên cần phải có diện tích đủ lớn xây dựng các ao hồ để nước có thời gian lưu tại ao hồ lâu tạo điều kiện cho quá trình xử lý nước thải hiệu quả

Trong hồ sinh vật luôn luôn tồn tại các sinh vật sau: các loài vi sinh vật có trong nước hồ tồn tại cả các loài hiếu khí, các loài yếm khí và các loài tùy tiện Khi ta cho nước thải vào hồ sinh vật với tốc độ nhỏ, các chất có tỉ trọng lớn sẽ bị lắng xuống đáy, các phần hữu cơ có tỉ trọng nhỏ sẽ tồn tại lơ lửng trong nước, cả hai phần này đều bị vi sinh vật phân hủy Ở phần trên, gần sát mặt nước tồn tại nhiều vi sinh vật hiếu khí Ở đây oxy được cung cấp từ quá trình hòa tan từ không khí do quá trình chuyển động của sóng, của gió, lượng oxy hòa tan này thường không nhiều nhưng luôn luôn có và khá ổn định Lượng oxy có trong tầng nước này còn do tảo tạo ra do quá trình quang hợp, lượng oxy này phụ thuộc rất nhiều ở sự phát triển của tảo trong môi trường nước Nhờ có oxy, quá trình chuyển hóa hiếu khí do vi sinh vật xảy ra rất mạnh, các chất hữu cơ nhanh chóng bị phân hủy thành CO2, nitrit, nitrat, muối phospho Các chất này lại được rong và tảo sử dụng trong quá trình quang hợp của chúng Như vậy, vi khuẩn hiếu khí và tảo tạo ra một vòng khép kín của sự chuyển hóa vật chất, đồng thời chúng ta cũng có thể hiểu chúng là những loài cộng sinh trong tầng nước bề mặt

Ở phần đáy hồ sinh vật, các chất có tỉ trọng lớn sẽ lắng xuống, phần lớn những chất này thường là những chất khó phân hủy Ở tầng đáy này lại rất thiếu oxy, do đó trong môi trường đáy hồ chỉ thấy phát triển những vi sinh vật yếm khí Các vi sinh vật này tham gia chuyển hóa các chất hữu cơ thành các axit hữu cơ, các loại rượu để các vi sinh vật khác lại tiếp tục chuyển hóa chúng thành khí methan, sulfua hydro và các chất khác, các loại khí khác Trong đó, CO2 và NH3 rất có ý nghĩa cho sự phát triển của rong và tảo Nhờ đó, tảo và rong phát triển rất mạnh Ngược lại, trong quá trình phát triển của rong và tảo tạo ra O2 Oxy là yếu tố không thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật yếm khí

Tuy nhiên, rong và tảo phát triển mạnh ở tầng trên (gần ánh sáng mặt trời) nên oxy được tạo ra, một phần bay vào không khí, một phần được các vi sinh vật hiếu khí sử dụng, nên tác động xấu này đối với vi khuẩn yếm khí hầu như không có Tuy nhiên, tác động tích cực của tảo, rong đối với vi khuẩn yếm khí trong các hồ sinh học lại nằm ở sinh khối chết của tảo, rong Khi chết, xác các vi sinh vật, tảo, rong sẽ là những chất dinh dưỡng, lắng xuống đáy để các vi sinh vật đáy hồ phát triển

Như vậy, tảo và rong trong hồ sinh học không chỉ có tác động tích cực đối với sự chuyển hóa vật chất (quá trình quang hợp) mà còn có tác động tích cực đối với vi sinh vật hiếu khí và vi sinh vật yếm khí

Ngoài vi sinh vật hiếu khí, yếm khí, tảo, rong, trong các hồ sinh vật còn tồn tại thực vật bậc cao Thực vật bậc cao đóng vai trò quan trọng trong quá trình ổn định nước Thực vật lầy chất dinh dưỡng (chủ yế là nitơ và photpho) các kim loại nặng (Cd,

Cu, Hg và Zn), để tiến hành các quá trình đồng hóa

Tùy theo sự hiện diện của oxy trong môi trường nước mà người ta phân ra thành các loại ao: ao sinh học hiếu khí, ao sinh học kỵ khí, ao sinh học tùy nghi

Vì điều kiện kỵ khí lại nằm trong điều kiện hoàn toàn tự nhiên nên chiều sâu của nước quyết định mức độ kỵ khí của hồ Người ta thường sử dụng mực nước 2,4 – 3,6 m để duy trì mức kỵ khí của hồ Trong điều kiện tự nhiên, không tồn tại loại hồ tuyệt đối yếm khí, các hồ trong tự nhiên nếu không có tác động mạnh của con người thì chỉ phần sau đáy hồ mới xảy ra hiện tượng lên men yếm khí, còn những phần phía trên của hồ xảy ra quá trình hiếu khí và quá trình chuyển hóa tùy tiện (Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Thị Thùy Dương, 2003)

Mức độ yếm khí phụ thuộc rất nhiều vào chiều sâu của nước hồ Mực nước hồ càng cao, mực độ yếm khí càng lớn

 Ao sinh học tùy nghi

Trong điều kiện tự nhiên, các loại hồ yếm khí hoặc hiếu khí tuyệt đối thường ít gặp, nhưng loại hồ hiếu khí tùy tiện phổ biến nhiều

Ở những hồ hiếu khí tùy tiện, người ta phân ra ba vùng khác nhau Các vùng này có lượng oxy hòa tan không giống nhau Chính vì thế, kiểu chuyển hóa vật chất cũng hoàn toàn khác nhau Ở vùng hiếu khí, oxy được cung cấp bởi hai nguồn

 Nguồn oxy từ không khí Oxy từ không khí có thể hòa tan vào nước do những tác động lý học (gió, sóng…) Độ sâu oxy tối đa để oxy có thể hòa tan trong đó được 1 m lượng oxy này không nhiều nhưng thường xuyên và rất ổn định

 Nguồn thứ hai là từ quá trình trao đổi chất của những sinh vật tham gia quá trình quang hợp Đây là nguồn oxy chủ yếu, trong đó rong, tảo đóng vai trò quan trọng nhất hàm lượng oxy hòa tan ban ngày thường cao hơn hàm lượng oxy hòa tan vào ban đêm

Ở vùng kỵ khí (phía đáy hồ) thường xảy ra quá trình lên men methan Các vi sinh vật yếm khí phát triển rất mạnh và phân hủy rất nhanh các chất hữu cơ lắng xuống Lượng khí methan được tạo ra nhiều chứng tỏ quá trình chuyển hóa yếm khí xảy ra rất mạnh Tuy nhiên, sự phân hủy mạnh này lại ức chế các quá trình chuyển hóa ở vùng hiếu khí, vì khí methan được xem như một chất độc đối với đa số vi sinh vật hiếu khí (Lê Hoàng Việt, 2003)

Ở vùng trung gian này có sự phát triển, giao thoa giữa vi sinh vật hiếm khí và vi sinh vật yếm khí Sự phát triển giao thoa này thường không ổn định cả về số lượng,

số loài và cả về chiều hướng phản ứng sinh học

 Ao sinh học hiếu khí

Đây là một ao cạn để điều kiện hiếu khí có thể duy trì được suốt chiều sâu của ao Trong nước thải được xử lý bởi quá trình cộng sinh của tảo và vi sinh vật, các động

vật bậc cao hơn như luân trùng và nguyên sinh động vật cũng xuất hiện trong ao, nhiệm vụ của chúng là làm sạch nước thải

Các nhóm vi khuẩn, tảo hay nguyên sinh động vật hiện diện trong ao tùy thuộc vào các yếu tố như lưu lượng nạp các chất hữu cơ, mức khuấy trộn, pH, ánh sáng và nhiệt độ (Lê Hoàng Việt, 2003)

2.4.3 Xử lý nước thải bằng tảo

Tảo là nhóm vi sinh vật có khả năng quang hợp, chúng có thể ở dạng đơn bào (vài

loài có kích thước nhỏ hơn một số vi khuẩn), hoặc đa bào (như các loài rong biển,

có chiều dài tới vài mét)

 Phân loại tảo

Các nhà phân loại thực vật dựa trên các loại sản phẩm mà tảo tổng hợp được và chứa trong tế bào của chúng, các loại sắc tố của tảo để phân loại chúng

 Xử lý nước thải và tái sử dụng chất dinh dưỡng Các hoạt động sinh học trong

các ao nuôi tảo lấy đi chất hữu cơ và dinh dưỡng của nước thải chuyển đổi thành các chất dinh dưỡng trong tế bào tảo qua quá trình quang hợp Hầu hết các loại nước thải đô thị, nông nghiệp, phân gia súc đều có thể được xử lý bằng hệ thống

ao tảo

 Biến năng lượng mặt trời sang năng lượng trong các cơ thể sinh vật Tảo dùng

năng lượng mặt trời để quang hợp tạo nên đường, tinh bột Do đó việc sử dụng tảo để xử lý nước thải được coi là một phương pháp hữu hiệu để chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng của cơ thể sống

 Tiêu diệt các mầm bệnh Thông qua việc xử lý nước thải bằng cách nuôi tảo các

mầm bệnh có trong nước thải sẽ bị tiêu diệt do các yếu tố sau đây: Sự thay đổi

pH trong ngày của ao tảo do ảnh hưởng của quá trình quang hợp Các độc tố tiết

ra từ tế bào tảo và sự tiếp xúc của các mầm bệnh với bức xạ mặt trời (UV) thông thường người ta kết hợp việc xử lý nước thải và sản xuất và thu hoạch tảo để loại bỏ chất hữu cơ trong nước thải Tuy nhiên tảo rất khó thu hoạch (do kích thước rất nhỏ), đa số có thành tế bào dày do đó các động vật rất khó tiêu hóa, thường bị nhiễm bẩn bởi kim loại nặng, thuốc trừ sâu, các mầm bệnh còn lại trong nước thải

 Các yếu tố cần thiết cho quá trình xử lý nước thải bằng tảo

 Dưỡng chất: Ammonia là nguồn đạm chính cho tảo tổng hợp nên protein của tế

bào thông qua quá trình quang hợp Phospho, Magnesium và Potassium cũng là các dưỡng chất ảnh hưởng đến sự phát triển của tảo Tỉ lệ P, Mg và K trong các

tế bào tảo là 1,5 : 1 : 0,5

 Độ sâu của ao tảo: độ sâu của ao tảo được lựa chọn trên cơ sở tối ưu hóa khả

năng của nguồn sáng trong quá trình tổng hợp của tảo Theo các cơ sở lý thuyết thì độ sâu tối đa của ao tảo khoảng 12,5cm Nhưng những thí nghiệm trên mô hình cho thấy độ sâu tối ưu nằm trong khoảng 20 - 25cm Tuy nhiên trong thực

tế sản xuất, độ sâu của ao tảo nên lớn hơn 20cm và nằm trong khoảng 40 - 50

cm để tạo thời gian lưu tồn chất thải trong ao tảo thích hợp và trừ hao thể tích mất đi do cặn lắng

 Thời gian lưu tồn của nước thải trong ao: thời gian lưu tồn của nước thải tối ưu

là thời gian cần thiết để các chất dinh dưỡng trong nước thải chuyển đổi thành chất dinh dưỡng trong tế bào tảo Thường thì người ta chọn thời gian lưu tồn của nước thải trong các ao lớn hơn 1,8 ngày và nhỏ hơn 8 ngày

 Lượng BOD nạp cho ao tảo: lượng BOD nạp cho ao tảo ảnh hưởng đến năng

suất tảo vì nếu lượng BOD nạp quá cao môi trường trong ao tảo sẽ trở nên yếm khí ảnh hưởng đến quá trình cộng sinh của tảo và vi khuẩn Một số thí nghiệm ở Thái Lan cho thấy trong điều kiện nhiệt đới độ sâu của ao tảo là 0,35 m, thời gian lưu tồn của nước thải trong ao là 1,5 ngày và lượng BOD nạp là 336 kg/(ha/ngày) là tối ưu cho các ao tảo và năng suất tảo đạt được là 390 kg /(ha/ngày)

 Khuấy trộn và hoàn lưu: quá trình khuấy trộn trong các ao tảo rất cần thiết nhằm

ngăn không cho các tế bào tảo lắng xuống đáy và tạo điều kiện cho các dinh dưỡng tiếp xúc với tảo thúc đẩy quá trình quang hợp Trong các ao tảo lớn khuấy trộn còn ngăn được quá trình phân tầng nhiệt độ trong ao tảo và yếm khí

ở đáy ao tảo Nhưng việc khuấy trộn cũng tạo nên bất lợi vì nó làm cho các cặn lắng nổi lên và ngăn cản quá trình khuếch tán ánh sáng vào ao tảo

 Thu hoạch tảo: tảo có thể được thu hoạch bằng lưới hoặc giấy lược, tạo bông

cặn hoặc tách nổi, thu hoạch sinh học bằng các loài cá ăn thực vật và động vật không xương sống ăn tảo (http://quymoitruonghanoi.vn/modules.php)

2.4.4 Xử lý nước thải bằng thủy sinh thực vật có kích thước lớn

Theo Lê Hoàng Việt (2003) thủy sinh thực vật là các loài thực vật sinh trưởng trong môi trường nước, nó có thể gây nên một số bất lợi cho con người do việc phát triển nhanh và phân bố rộng của chúng Tuy nhiên lợi dụng chúng để xử lý nước thải, làm phân compost, thức ăn cho người, gia súc có thể làm giảm thiểu các bất lợi gây

ra bởi chúng mà còn thu thêm được lợi nhuận

 Thủy thực vật sống chìm

Loại thủy thực 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 như làm tăng độ đục của nguồn nước, ngăn cản sự khuyếch tán của ánh sáng vào nước Do đó các loài thủy sinh thực vật này không hiệu quả trong việc làm sạch các chất thải

 Thủy thực vật sống trôi nổi

Rễ của loại thực vật này không bám vào đất mà lơ lửng trên mặt nước, thân và lá của nó phát triển trên mặt nước Nó trôi nổi trên mặt nước theo gió và dòng nước

Rễ của chúng tạo điều kiện cho vi khuẩn bám vào để phân hủy các chất thải

 Cỏ Vetiver: 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, bảo vệ môi trường (www.Agriviet.com.vn)

 Dương xỉ: các nhà nghiên cứu cho biết, loài dương xỉ này cứng và phát triển rất

nhanh Chúng có tiềm năng lớn trong việc khắc phục hiện tượng nhiễm asen trên các vùng đất nông nghiệp Dương xỉ diều hâu có thể hấp thụ asen và các hợp chất của nó trong thời gian rất ngắn Các cuộc kiểm tra cho thấy, hàm lượng asen trong dương xỉ tăng lên 126 lần chỉ sau hai tuần được chuyển sang vùng đất

bị ô nhiễm

 Thủy thực vật sống nổi

Loại thủy thực vật này có rễ bám vào đất nhưng thân và lá phát triển trên mặt nước Loại này thường sống ở những nơi có chế độ thủy triều ổn định

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 NộI DUNG NGHIÊN CứU

Đề tài nghiên cứu thực hiện tại lò giết mổ gia súc Tiến Thành, thị xã Vị Thanh, tỉnh Hậu Giang

Nội dung nghiên cứu là khảo sát các chỉ tiêu lý hóa nước thải lò mổ gia súc tập trung, với các thông số được kiểm tra: nhiệt độ, pH, COD, BOD5, DO, SS, Nitơ

tổng số, Phospho tổng số, Coliform tổng số

3.1.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

Thời gian nghiên cứu: đề tài thực hiện từ 02/2009 đến 04/2009

Địa điểm nghiên cứu: đề tài được tiến hành tại lò mổ Tiến Thành, thị xã Vị Thanh, tỉnh Hậu Giang và việc phân tích mẫu tại bộ môn thú y, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, trường Đại Học Cần Thơ

3.1.2 Dụng cụ thí nghiệm

Cân điện tử có sai số 0.001g, bình tam giác 100ml, lọ màu nút mài 125ml, ống đong, bình định mức 50ml, giá và ống chỉnh độ, Becker, bếp điện, ống hút Giấy lọc cellulose Axetate Filter có đường kính lỗ lọc 45m, phiễu lọc, bình hút chân không, cốc sứ, bình hút ẩm

Máy đo pH, nhiệt kế, thùng giữ lạnh, nước đá khô, bình nhựa một lít, tủ sấy, tủ hút khí độc, đèn cồn, tủ sấy, tủ lạnh, tủ ấm, máy Autoclavqe, máy so màu quang phổ

3.1.3 Hóa chất

Dung dịch MnSO4, dung dịch KI-NaOH, dung dịch KMnO4 0.1N, dung dịch KMnO4 0.05N, dung dịch Na2SO3 0.1N, dung dịch Na2SO3 0.01N, dung dịch Na2SO3 0.05N, dung dịch K2Cr2O3 0.1N, hồ tinh bột 1%

Dung dịch KI 10%, dung dịch H2SO4 4N, dung dịch H2SO4 0.1N, dung dịch CdCl2, dung dịch HCL 4N, dung dịch I2 0.1N, dung dịch KOH, dung dịch H2O2 30%, dung dịch NaOH 33%, dung dịch NaOH 15%, dung dịch acid boric 2%, dung dịch acid phenoldisulfomic Nước cất, cồn tuyệt đối, phenolphtalein, Molybdate amonium, MgO, dung dịch H2SO4 đậm đặc K(SbO)C4H4O6.5H2O, CuSO4.5H2O, KNO3, aceton, C6H8N2O2S, N2H6SO4

Môi trường (LSB): Tryptose 20g, lactose 5g, NaCl 5g, Natri lauryl sulfate 0.1g, K2HPO4 2.75g, KH2PO4 2.75g Môi trường (BGBL): Peptone 10g, lactose 10g, mật bò khô 20g, brilliant green 0.0133g

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.2.1 Phương pháp thu thập mẫu

Thời gian lấy mẫu lúc 0 giờ đến 1giờ và 6 giờ đến 7 giờ

Phương pháp thu mẫu, vận chuyển và bảo quản mẫu theo TCVN 4556-88

Bảng 3.1 Điều kiện bảo quản và thời gian lưu mẫu

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

Thùng nhựa 1 lít Thùng nhựa 1 lít Thùng nhựa 1 lít Thùng nhựa 1 lít

Lọ thủy tinh tiệt trùng

Đo tại nơi lấy mẫu Không bảo quản

1 Không bảo quản 2.1ml MnSO 4 và 1ml NaOH-KI

Không bảo quản Không bảo quản

(Phospho ts: phospho tổng số, Nitơ ts: nitơ tổng số, Coliform ts: Coliform tổng số)

Tất cả chai lọ dùng để lấy mẫu phải rửa sạch bằng xà phòng và nước cất

3.2.3 Số mẫu nước cần lấy

Số mẫu nước cần lấy: mẫu nước được lấy 4 vị trí với 4 lần lập lại

Tổng số mẫu = 4 x 4 = 16 mẫu

Phân tích 9 chỉ tiêu/mẫu, một chỉ tiêu lập lại 2 lần

Số lượt phân tích các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải là: 4 x 4 x 9 x 2 = 288

Các chỉ tiêu khảo sát chất lượng nước thải: nhiệt độ, pH, oxy hòa tan trong nước (DO), nhu cầu oxi sinh hóa (BOD5), nhu cầu oxy hóa học (COD), hàm lượng nitơ

tổng số, hàm lượng phospho tổng số, chất rắn lơ lửng (SS), Coliform tổng số

Hình 3.1 Vị trí thu mẫu nước thải

 Oxy hòa tan (DO)

DO trong nước được xác định bằng phương pháp Winkler trong môi trường bazơ mạnh (APHA, 1992) Mở nắp 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

Kênh

rạch

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.

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 số ml mẫu đem chuẩn độ

Vtb là thể tích ml mẫu nước đem chuẩn độ; 1000 là hệ số đổi ra mg

BOD5 được xác định bằng phương pháp Winkler trong môi trường bazơ mạnh ở nhiệt độ 200C 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: BOD 5 (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, P = thể tích mẩu nước/ thể tích chai phân tích mẫu

 Nhu cầu oxy hóa học (COD)

Nhu cầu oxi hóa học của mẫu nước được xác định bằng phương pháp KMnO4 trong môi trường kiềm yếu (APHA, 1992) 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 KMnO40,05 N kiềm tính Đem đun cách thuỷ ở điểm sôi 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) = (V 1 - V 2 ) x N x 8 x 1000 /50

Trong đó: 1000 : là hệ số đổi ra mg

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 đem chuẩn độ

ax + b ta tính được nồng độ phosphorus có trong dung dịch

Kết quả:

Y x V 1 x 10 -3

P 2 O 5 = x 100

V 2 x W

Y: nồng độ phosphorus có trong dung dịch; W: trọng lượng mẫu (g)

V1: thể tích dung dịch số 1 (ml); V2: thể tích dung dịch số 1 đem chuẩn độ (ml)

 Hàm lượng nitơ tổng số

Nitơ tổng số được xác định bằng phương pháp Kjeldahl (AOAC, 1984)

Cân mẫu: Cân khoảng 5 ml mẫu nước thải chuyển vào bình Kjeldahl 50ml Hiệu số trọng lượng bình có chứa mẫu và bình rỗng là trọng lượng của mẫu (W)

Công phá đạm: Cho lần lược vào bình Kjeldahl 0,7 ml H2O2 để yên 3-4 phút Rót tiếp 5-7 ml H2SO4 đậm đặc Đặc bình Kjeldahl lên lò công phá, chỉnh nhiệt độ trung bình, khi đun thấy khói trắng bay lên và mẫu chuyển sang màu đen và sôi đều thì tăng nhiệt độ lên Đun đến khi mẫu trắng hoàn toàn ra lấy ra để nguội Công phá được tiến hành trong tủ hút độc

Chưng cất: Hút 10ml axít boric 2% vào bình tam giác 250 ml Đặc bình tam giác này sau cho đầu ngưng tựu ngập trong axít boric Chuyển mẩu từ bình định mức vào bình chưng cất 500 ml, rữa vài lần bằng nước cất ở bình định mức 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

Định phân: Dùng H2SO4 0,1 N để chuẩn độ, chuẩn độ đến khi màu xanh vừa chuyển sang hồng thì dừng ghi thể tích H2SO4 0,1 N đã sử dụng

Kết quả:

(V-V ’ ) x N x 0,014 N% = 100

W

N%: tỷ lệ % của N có trong mẫu

V: thể tich H2SO4 0,1 N dùng để định phân mẫu

V’: thể tích H2SO4 0,1 N dùng trong định phân thí nghiệm mẫu trắng

W: trọng lượng mẫu

N : là nồng độ đương lượng gam của dung dịch H2SO4 0,1 N đã sử dụng100: hệ

số đổi ra % 0,014: hệ số tính ra N

 Vi sinh vật trong nước

Kiểm tra chỉ số Coliform tổng số trong nước thải Định lượng tổng Coliform bằng

phương pháp Most Probable Number (APHA, 1998)

Sử dụng pipette vô trùng hút 1ml mẫu cho vào ống nghiệm chứa 9 ml nước cất đã tiệt trùng, lắc đều ta sẽ được độ pha loãng 10-1, sau đó hút 1ml mẫu ở ống nghiệm

đó mẫu cho vào ống nghiệm chứa 9 ml nước cất đã tiệt trùng, lắc đều ta sẽ được độ pha loãng 10-2, sau đó hút 1 ml mẫu ở ống nghiệm đó cho vào ống nghiệm chứa 9ml nước cất đã tiệt trùng, lắc đều ta sẽ được độ pha loãng 10-3 Làm tương tự như trên

ta sẽ lần lược được các nồng 10-4, 10-5, 10-6

Tuần tự nuôi cấy 1ml dung dịch mẫu ở ống nghiệm có nồng độ pha loãng 10-3,10-4

và 10-5 vào 3 ống nghiệm giống nhau, mỗi một nồng độ lập lại 3 lần Mỗi ống chứa 10ml canh LSB có để ống Durham, ủ các ống nghiệm ở 370C trong 48 giờ Ghi nhận số ống có sinh hơi Chuyển 20µl từ các ống LSB (+) sang các ống chứa 10ml canh BGBL có để ống Durham và ủ ở 370C trong 48 giờ Ghi nhận số ống cho kết quả (+) có sinh hơi ứng với mỗi độ pha loãng

3.4 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỐNG KÊ VÀ ĐÁNG GIÁ KẾT QUẢ

Các số liệu phân tích phương sai, so sánh các trị số trung bình bằng phép thử Tukey, dùng phần mềm Minitab Version 13 (Ryan, 2000)

Đánh giá chất lượng nước thải lò mổ theo TCVN 5945-2005 của Tổng Cục Tiêu Chuẩn Đo Lường Chất Lượng, Bộ Khoa Học Công Nghệ

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 HIỆN TRẠNG CỦA LÒ MỒ GIA SÚC TIẾN THÀNH

 Công suất giết mổ

Theo thiết kế ban đầu lò mổ có công suất giết mổ 100 heo/ngày đêm, nhưng theo khảo sát thì hiện nay trung bình lò mổ chỉ giết mổ khoảng 50 heo/ngày đêm Cao nhất là dịp tết Nguyên Đán mỗi đêm lò mổ giết khoảng 120 con

 Tình hình nước thải của lò mổ

Lò mổ sử dụng nuớc ngầm để rửa chuồng, vệ sinh trong lúc giết mổ và vệ sinh sau khi giết mổ Với lượng giết mổ 50 heo/ngày đêm thì lượng nước thải ra cần xử lý khoảng 23 m3/ngày đêm, trong đó khoảng 10 m3 là nước rửa chuồng phần còn lại là nước dùng cho giết mổ và vệ sinh sau khi giết mổ Lượng nước cần cho quá trình giết mổ trung bình là 200 lít/đầu heo Lượng nước cần cho quá trình rửa chuồng trung bình là 100 lít/đầu heo lưu chuồng và vệ sinh nơi giết mổ là 3 m3, tất cả lượng nước sử dụng này trở thành nước thải phải xử lý

 Phương pháp xử lý nước thải của hợp tác xã giết mổ heo Tiến Thành

Lò mổ gia súc Tiến Thành xử lý nước thải bằng phương pháp lắng lọc, tự hoại và ao sinh học

Bằng cách cho nước thải từ chuồng lưu heo và nơi giết mổ chảy trực tiếp vào hầm lắng Hầm lắng có kích thước 0,8m x 2,5m x 1,5m Tại nơi đây những chất có trọng lượng phân tử lớn hơn nước sẽ lắng xuống đáy, còn những chất nổi trên bề mặt nước như phân heo, lông heo, phế phẩm từ mổ heo Công nhân lò mổ dùng dụng cụ

để vớt những vật chất nổi để chuyển đến nơi khác

Nước thải từ hầm lắng cho chảy vào hầm tự hoại, khi nước chảy vào hầm lắng lọc

sẽ qua lược rác để không cho vật chất có kích thước lớn vào hầm Hầm lắng lọc có kích thước 8m x 2,5m x 1,5m, trong hầm được thiết kế bốn ngăn lắng và một ngăn lọc Khi nước thải chảy qua hầm những chất có tỉ trọng lớn tiếp tục lắng xuống đáy, làm giảm lượng chất rắn thải vào ao sinh học

Nước thải từ hầm lắng lọc chảy vào ao sinh học Ao sinh học có kích thước: 30m x 6m x 2m, trong ao có trồng cỏ Vetiver, Dương Xỉ, Lục Bình Trong ao sinh học có diện tích lớn và thời gian tồn lưu nước lâu làm giảm lượng chất rắn lơ lửng trong nước đáng kể và tạo điều kiện tốt cho vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ trong nước Mương thoát nước có khích thước: 110m x 1.5m x 1m, trong mương có sự phát triển của tảo, cỏ tạp, Lục Bình Trong mương cạn cũng xảy ra quá trình xử lý nước thải của vi sinh vật, lắng tụ, hấp phụ, tia UV

Lò

mổ

Hầm lắng

Hầm lắng lọc

Hình 4.1 Hầm lắng : 0,8m x 2,5m x 1,5m

Hình 4.2 Hầm tự hoại: 8m x 2,5m x 1,5m

Hình 4.3 Ao sinh học: 30m x 6m x 2m

Hình 4.4 cỏ Vetiver

Hình 4.5 Dương Xỉ

Hình 4.6 Mương cạn: 110m x 1,5m x 1m

4.2 KẾT QUẢ KHẢO SÁT MỘT SỐ CHI TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI

Qua thời gian khảo sát các chỉ tiêu lý hóa nước thải: nhiệt độ, pH, DO, BOD5,

COD, N ts, P ts, SS, Coliform ts của bốn vị trí lấy mẫu Chúng tôi thu được một số

kết quả:

Bảng 4.1 Kết quả khảo sát một số chỉ tiêu nước thải so sánh với TCVN 5945 – 2005

Chỉ tiêu Đơn vị

Xếp loại

pH mg/l 6,97 6,93 7,23 7,43 6-9 5,5-9 5-9 A

BOD 5 mg/l 76a 68a 46b 31c 30 50 100 B COD mg/l 137a 118b 83c 55d 50 80 400 B

SS mg/l 306 247 159 83 50 100 200 B

Coliform ts MPN/

100ml

3705 x105a

3148 x105a

34,625 x105a

6,345 x105a

3000 5000 - *

Chú thích: VT1: vị trí 1; VT2: vị trí 2; VT3: vị trí 3; VT4: vị trí 4

N ts: Đạm tổng số; P ts: Phospho tổng số; Coliform ts: Coliform tổng số; SS: Chất rắn lơ lửng

DO: Oxy hòa tan trong nước; BOD 5 : Nhu cầu oxy sinh học; COD: Nhu cầu oxu hóa họ.c

HQXL: Hiệu quả xử lý; MPN: Most Probable Number; *: Không đạt

Những số cùng hàng có số mũ khác nhau là sự khác biệt có ý nghĩa thống kê.