Nghiên cứu giảm thiểu ô nhiễm từ nguồn nước thải chăn nuôi lợn bằng kỹ thuật xử lý sinh học kết hợp lọc màng vi lọc Hoàng Văn Tuấn Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn Thạc sĩ ngà
Trang 1Nghiên cứu giảm thiểu ô nhiễm từ nguồn nước thải chăn nuôi lợn bằng kỹ thuật xử lý sinh học
kết hợp lọc màng vi lọc
Hoàng Văn Tuấn
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn Thạc sĩ ngành: Khoa học môi trường và bảo vệ môi trường;
Mã số: 60 44 03 01 Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Quy
Năm bảo vệ: 2013
Abstract Nghiên cứu khảo sát các thông số cơ bản của quá trình xử lý nước thải chăn
nuôi lợn bằng phương pháp sinh học kết hợp lọc màng vi lọc Đánh giá hiệu quả của hệ thống xử lý quy mô phòng thí nghiệm (công suất thiết kế khoảng 45 L/ngày) Đánh giá tính khả thi và khả năng áp dụng thực tế của hệ thống xử lý
Keywords Khoa học môi trường; Ô nhiễm nước; Xử lý sinh học; Nước thải chăn nuôi Content:
Trang 2MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN 3
1.1 Tổng quan phương pháp xử lý sinh học trong xử lý nước thải 3
1.1.1 Phương pháp sinh ho ̣c ky ̣ khí trong xử lý nước thải 4
1.1.2 Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí trong xử lý nước thải 5
1.2 Tổng quan về kỹ thuật lọc màng và ứng dụng trong xử lý nước thải 5
1.2.1 Định nghĩa về màng lọc 5
1.2.2 Phân loại màng lọc 6
1.2.3 Vật liệu, cấu trúc màng, các thông số màng 9
1.3 Đặc tính nước thải chăn nuôi và thực trạng quản lý, xử lý 12
1.3.1 Tổng quan đặc tính nước thải chăn nuôi lợn [1,2,3,6] 12
1.3.2 Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi lợn [5,7,9] 14
1.4 Xử lý nước thải chăn nuôi bằng công nghê ̣ MBR 23
1.4.1 Mục tiêu của hệ thống xử lý [8] 25
1.4.2 Đặc điểm các giai đoạn xử lý 26
CHƯƠNG 2 – ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33
2.1 Đối tượng nghiên cứu 33
2.2 Phương pháp nghiên cứu 33
2.2.1 Phương pháp thu thâ ̣p số liê ̣u 33
2.2.2 Phương pháp phân tích đánh giá 33
2.3 Phương pháp thực nghiê ̣m 35
Trang 32.3.1 Nghiên cứ u xây dựng, chế ta ̣o hê ̣ xử lý sinh ho ̣c 35
2.3.2 Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý 43
2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng củ a các yếu tố 44
CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46
3.1 Đặc tính của nước thải 46
3.2 Khảo sát ảnh hưởng của đặc tính nước thải đầu 47
3.3 Khảo sát ảnh hưởng của biến thiên nồng độ bùn hoa ̣t tính 49
3.4 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lưu thủy lực T 51
3.5 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ bùn 55
3.6 Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ sục khí 56
3.7 Đánh giá khả năng tách loại chất rắn lơ lửng 58
3.8 Đánh giá chất lươ ̣ng nước sau xử lý so với tiêu chuẩn nước thải 59
3.9 Quá trình lọc và hiện tượng tắc nghẽn màng lọc 64
3.10 Đánh giá tính khả thi và khả năng áp dụng trong thực tế 67
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO 71
Trang 4Luận văn thạc sĩ 2013 Hoàng Văn Tuấn
Khóa 19-CHMT 71 Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG VIỆT
1 Antoine Pouilieute, Bùi Bá Bổng, Cao Đức Phát (2010), Báo cáo Chăn nuôi
Việt Nam và triển vọng 2010, Ấn phẩm của tổ chức PRISE của Pháp
2 Bùi Xuân An (2007), Nguy cơ tác động đến môi trường và hiện trạng quản lý
chất thải trong chăn nuôi vùng Đông Nam Bộ, Đại học Nông Lâm TP Hồ
Chí Minh
3 Bộ Tài nguyên và Môi Trường (2011), Báo cáo hiện trạng Môi trường quốc
gia năm 2010, Tổng quan Môi trường Việt Nam, Hà Nội
4 Đỗ Khắc Uẩn, Banu J.Rajesh, Ick T.Yeom (2011), Ảnh hưởng của thời gian
lưu bùn đến hiệu suất xử lý photpho trong hệ thống yếm khí – hiếu khí, Tạp
chí Khoa học và phát triển, 9(4), 633-641
5 Lương Đức Phẩm (2007), Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh
học, NXB Giáo dục, Hà Nội
6 Lê Công Nhất Phương (2007), Nghiên cứu triển khai ứng dụng xử lý
ammonium trong nước thải nuôi heo với công suất 20 m 3 /ngày và nuôi dưỡng sinh khối có nhóm vi khuẩn Anammox, Viện Sinh Học Nhiệt Đới
7 Nguyễn Thị Hoa Lý (2005), Một số vấn đề liên quan đến việc xử lý nước thải
chăn nuôi, lò mổ, Tạp chí khoa học nông nghiệp, số 5
8 Trần Hùng Thuận (2012), Thuyết minh đề tài nghiên cứu khoa học và phát
triển công nghệ Nghiên cứu chế tạo modul màng lọc polyme hợp khối phục
vụ xử lý nước thải chăn nuôi, Viện Ứng Dụng Công Nghệ - Hà Nội
9 Trần Thị Hiền Hoa (2005), Phương pháp mới loại bỏ amoniac khỏi chất thải
của động vật bằng vi khuẩn Anammox, Tạp chí Tri thức và Phát triển
10 Tôn Thất Lãng (2004), Bùn hạt và những phương pháp đẩy nhanh quá trình
tạo bùn hạt, Đề tài Công nghệ
Trang 5Luận văn thạc sĩ 2013 Hoàng Văn Tuấn
Khóa 19-CHMT 72 Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
11 Trịnh xuân Lai (2009), Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB xây dựng, Hà Nội
TIẾNG ANH
12 A Mulder The quest for sustainable nitrogen removal technologies Wat
Sci Technol Vol 48, No 1, 67 – 75
13 Cheryan M (1998), Ultrafitration and microfiltration handbook Technomic
publishing, Pennsylvania
14 Cicek N (2003), A review of membrane bioreactors and their potential
application in the treatment of agricultural wastewater Canadian
Biosystems engineering, 45(6): 37-49
15 Cicek N., Winnen H., Suidan M.T., Wrenn B.E., Urbain V And Manem J
(1998), Effectiveness of the membrane bioreactor in the biodegradation of
high molecular weight compounds, Water Research 32(5): 1553-1563
16 Eyup D and Neslihan M (2010), Sequence optimization in a sequencing
batch reactor for biological nutrient removal from domestic wastewater,
Bioprocess Biosyst Eng., 33(5): 533-540
17 David P Whichard (2001), nitrogen removal from dairy manure wastewater
using sequencing batch reactors, Thesis submitted to the Faculty of the
Virginia Polytechnic Institute and State University
18 D Obaja, S Mace, J Mata-Alvarez (2005), Biological nutrient removal by a
sequencing batch reactor (SBR) using an internal organic carbon source
in digested piggery wastewater, Departament d’Enginyeria Qui’micai
Metall urgia, Universitat de Barcelona
19 Jelena Radjenovi´c, Marin Matoˇsi´c, IvanMijatovi´c, Mira Petrovi´c, Damià
Barceló, Membrane Bioreactor (MBR) as an Advanced Wastewater
Treatment Technology, Hdb Env Chem Vol 5, Part S/2 (2008): 37–101
Trang 6Luận văn thạc sĩ 2013 Hoàng Văn Tuấn
Khóa 19-CHMT 73 Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
20 J.S.Huang , C.S Wu , C.M Chen (20050, Microbial activity in a combined
UASB–activated sludge reactor system, Department of Environmental
Engineering, Kun Shan University of Technology, Tainan County 710;
21 Jiayang Cheng and Bin Liu (2001) , nitrification/denitrification in
intermittent aeration process for swine wastewater treatment
22 Kraume M, Drews A (2010), Membrane bioreactors in waste water
treatment-status and trends Chem Eng Technol, 33(8):1251–1259
23 Laine J.M., Campos C., Baudin I And Janex M.L (2003), Understanding
membrane fouling: a review of over a decade of research Water Science and Technology: Water Supply, 3(5-6): 155-164
24 Mulder M (1996) Basic principles of membrane technology Kluwer
Academic pulishers, The Netherlands
25 P A Wilderer, R Irvine, M C Goronsky (2001), Sequencing batch reactor
technology, IWA Scientific and Technical report series IWA publishing
26 Thipsuree Kornboonraksa, Seung Hwan Lee (2009), Factors affecting the
performance of membrane bioreactor for piggery wastewater treatment Bioresource Technology, 2926–2932
27 Viney P Aneja (2004), An Integrated Study of the Emissions of Ammonia,
Odor and Odorants, and Pathogens and Related Contaminants from Potential Environmentally Superior Technologies (ESTs) for Swine Facilities
28 Xing L, Dawen G, Hong L, Lin L and Yuan F (2012), Phosphorus removal
characteristics of granular and flocculent sludge in SBR, Appl Microbiol
Biotechnol, 94(1): 231-236