Đặt vấn đề Hiện nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ xử lý nước thải trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, nhiều quá trình xử lý nước thải với sự kết hợp giá thể vào hệ thống để tăng hiệu quả xử lý cũng phát triển mạnh đặc biệt là giá thể nhúng chìm. Sự phát triển của công nghệ vật liệu ứng dụng trong lĩnh vực môi trường ngày càng phát triển, hiệu suất xử lý của các hệ thống xử lý nước thải ứng dụng các vật liệu mới cũng ngày càng gia tăng, trong đó có các hệ thống ứng dụng giá thể nhúng chìm. Với mục đích khảo sát, đánh giá hiệu quả của các giá thể nhúng chìm mới ứng dụng trong lĩnh vực xử lý nước thải đặc biệt là hai loại giá thể Biofix, Biofringe, đề tài: “Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải bằng mô hình ứng dụng giá thể Biofix và Biofringe” đã được thực hiện. Mục tiêu của đề tài - Nghiên cứu hiệu quả xử lý của nước thải bằng mô hình ứng dụng giá thể BioFix và BioFringe đối với nước thải giết mổ gia súc - Nghiên cứu hiệu quả xử lý của nước thải bằng mô hình ứng dụng giá thể BioFix và BioFringe đối với nước thải sinh hoạt - Nghiên cứu khả năng ứng dụng và hiệu quả của các vật liệu mang BF và BX trong lĩnh vực xử lý 1.
Nội dung nghiên cứu - Nội dung 1: Khảo sát hiệu quả xử lý của mô hình ứng dụng giá thể BioFix và BioFringe đối với nước thải giết mổ gia súc - Nội dung 2: Khảo sát hiệu quả xử lý của mô hình ứng dụng giá thể BioFix và BioFringe đối với nước thải sinh hoạt 1. Phương pháp nghiên cứu a. Phương pháp tổng quan tài liệu Tham khảo, tổng hợp số liệu về thành phần tính chất nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp theo các tài liệu trong và ngoài nước. Tìm hiểu nghiên cứu các công nghệ xử lý nước thải, những nghiên cứu đã được thực hiện trong và ngoài nước.
Thu thập, tìm hiểu các nghiên cứu đã được thực hiện về xử lý loại bỏ nitơ, photpho trong nước thải cũng như các công trình đã áp dụng trên thế giới để có cơ sở và phương hướng nghiên cứu ứng dụng ở Việt Nam. Phương pháp phân tích Các ch tiêu lý hóa được phân tích trong suốt quá trình nghiên cứu. Các ch tiêu nghiên cứu cụ thể như: 13 Nội dung 1: pH, DO, SS, COD, N-NH4+, N-NO3-, TKN, T.P, MLSS, Total Coliform. Nội dung 2: pH, DO, TSS, BOD5, COD, N-NH4+, N-NO3-, P-PO43, MLSS, Total Coliform.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm trên mô hình Mô hình nghiên cứu được xây dựng bằng nhựa trong suốt, đảm bảo các điều kiện sinh trưởng cũng như hoạt động của vi sinh trong nghiên cứu. Nước thải thực cung cấp chạy cho mô hình nghiên cứu. Các mẫu phân tích được lấy từ mô hình, phân tích các ch tiêu nghiên cứu. Phương pháp xử lý số liệu và nhận x t Từ số liệu thô, tính toán hiệu suất xử lý, hiệu suất chuyển hóa, vẽ đồ thị, đưa ra những phân tích nhận x t đánh giá và kết luận.
Nhu cầu kinh tế xã hội liên quan trực tiếp đến đề tài Giảm thiểu ô nhiễm môi trường đến nguồn tiếp nhận và các khu vực sống xung quanh Giảm thiểu rủi ro sức khỏe và cải thiện điều kiện sống của con người Xử lý nước thải sinh hoạt không tập trung cho cụm khu dân cư và cộng đồng Công nghệ áp dụng xử lý nước thải các doanh nghiệp có quy mô vừa và nhỏ 1. Tính mới của đề tài Hiện nay, các công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt, nước thải giết mổ gia súc ch cho ph p xử lý nước thải ở tải trọng thấp, các giá thể đang dùng hiện tại chưa đáp ứng được yêu cầu làm tăng nồng độ sinh khối và hoạt tính của vi sinh vật. Trong khi đó, việc bổ sung giá thể Biofix và Biofringe làm tăng khả năng bám dính của vi sinh vật, mang lại tiềm năng cho việc xử lý COD nồng độ cao, nitơ, photpho cho nước thải sinh hoạt, giết mổ gia súc trong điều kiện vận hành ở Việt Nam, đồng thời công nghệ này phù hợp xây dựng ở những khu vực có quỹ đất hạn hẹp. 14 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 2.
Tổng quan về công nghệ xử lý nước thải giết mổ 2. Quy trình sản xuất Nguồn cung cấp Chuồng nhốt Chích điện Chọc tiết Trụng nước sôi Cạo lông Mổ, tách lòng Chẻ thịt Làm lòng Kiểm tra thú y Pha lóc đơn giản Lòng sạch Phân phối sản phẩm Hình 2.1: Qu trình giết mổ gia súc - Thú sống từ các nơi nhập về đưa vào các chuồng nhốt để giảm căng thẳng, chống suy kiệt và loại bỏ một phần vi khuẩn ra khỏi ruột. - Trước khi tiến hành mổ phải làm choáng, sử dụng hình thức chích điện làm choáng heo trước khi chọc tiết. 15 - Sau khi làm choáng, heo được đưa sang công đoạn chọc lấy tiết và chuyển lên chảo trụng nước sôi để tiến hành cạo lông và treo mổ; bao gồm cắt đầu, mổ tách lòng và chẻ thịt.
- Thịt chẻ mảnh và lòng heo sau khi vệ sinh sạch sẽ, được đưa tiếp qua khâu thú y kiểm tra đóng dấu và cung cấp ra thị trường. Ngoại trừ các lò giết mổ công nghiệp tập trung với quy mô lớn, công suất lớn hơn 1000 con/đêm; hoạt động giết mổ gia súc chủ yếu hiện nay là giết mổ thủ công theo hình thức gia công: thương lái mang heo từ các nơi về đưa vào lò giết mổ, kiểm tra thú y và mang ra bán tại các chợ. Chủ cơ sở thu lại tiền mặt bằng, thuê công nhân, điện, nước, củi/gas và kiểm tra thú y. Nguồn phát sinh nước thải Nước thải phát sinh từ cơ sở chủ yếu là nước thải sản xuất từ các công đoạn như: trụng nước sôi, cạo lông, mổ tách lòng, làm lòng, làm sạch,… Nước thải từ các lò mổ phát sinh từ khâu tắm heo, vệ sinh chuồng trại, rửa thịt, từ công đoạn mổ, làm lòng, vệ sinh bệ mổ, nước thải từ chảo trụng,… chứa nhiều các thành phần hữu cơ như axit b o, protein, máu, lông, da, nitơ hữu cơ, phospho,… Do đó, nước thải từ các lò giết mổ thường bị ô nhiễm bởi chất rắn lơ lửng (SS), các chất hữu cơ (BOD/COD), các chất dinh dưỡng (N, P) và các vi sinh vật gây bệnh (E.
aureus, Clostridium perfringens,…). Nồng độ cao các chất ô nhiễm trong nước thải có nguồn gốc từ khâu vệ sinh chuồng trại, khâu thu huyết, khâu mổ xẻ và khâu làm lòng. Ngoài ra, trong máu chứa nhiều chất hữu cơ và có hàm lượng nitơ rất cao nên phương pháp thu hồi và loại bỏ máu có ý nghĩa quan trọng đối với các công trình xử lý phía sau. Thành phần, tính chất nước thải Nhìn chung, nước thải giết mổ có chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, nồng độ các chất dinh dưỡng cao.
Thành phần, tính chất nước thải như sau: Bảng 2.1: Thành phần, tính ch t nước thải giết mổ Stt Tên chỉ tiêu Đơn vị Giá trị 1 pH - 6,6 – 7,0 2 SS mg/l 750 – 1.000 5 Tổng N mg/l 350 - 470 6 Tổng P mg/l 32 - 54 7 Tổng coliform MPN/100ml 12 x 108 (Nguồn: Tổng hợp từ nhiều nguồn) 16 2. Các công nghệ ứng dụng xử lý nước thải giết mổ Nước thải giết mổ nhìn chung có nhiều dầu mỡ, cặn lơ lửng, chất dinh dưỡng và nồng độ chất hữu cơ cao. Công nghệ xử lý nước thải giết mổ thường kết hợp nhiều phương pháp để xử lý đạt yêu cầu như: phương pháp cơ học, hóa lý và sinh học. Phương pháp cơ học Phương pháp cơ học sử dụng trong xử lý nước thải giết mổ chủ yếu là các hệ thống sàng lọc, tách rác và tách dầu mỡ.
Cặn, rác có trong nước thải giết mổ phần lớn là lông (công đoạn cạo lông), lòng (công đoạn làm lòng), huyết, thịt vụn rơi vãi,… Nếu không loại bỏ các thành phần này sẽ làm ảnh hưởng đến các thiết bị trong hệ thống xử lý như bơm, đường ống. Thiết bị tách cặn, rác thường dùng là các song chắn rác thủ công hay máy tách rác. Ngoài ra, trong nước thải còn có các thành phần dầu mỡ không tan trong nước, lâu ngày sẽ phân hủy tạo mùi hôi thối, đóng váng trong đường ống, chiếm mặt thoáng của các bể xử lý làm ảnh hưởng đến các quá trình xử lý sinh học phía sau. Công trình tách dầu mỡ phổ biến là các bể tách dầu mỡ bằng trọng lực.
Phương pháp hóa lý Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý là áp dụng các quá trình vật lý và hóa học để loại bớt các chất ô nhiễm ra khỏi nước thải. Các quá trình thường được áp dụng để xử lý nước thải giết mổ là: keo tụ, tạo bông, tuyển nổi,… Keo tụ, tạo bông cặn Phương pháp áp dụng một số chất như phèn nhôm, phèn sắt, polymer có tác dụng kết dính các chất khuếch tán trong dung dịch thành các hạt có kích cỡ và tỷ trọng lớn hơn rồi lắng để loại bớt các chất ô nhiễm ra khỏi nước thải. Việc lựa chọn chất tạo bông hay keo tụ phụ thuộc vào thành phần và tính chất của nước thải cũng như của chất khuếch tán cần loại. Trong một số trường hợp các chất phụ trợ nhằm ch nh cho giá trị pH của nước thải tối ưu cho quá trình tạo bông và keo tụ.
Trong một số trường hợp phương pháp này cho ph p loại bớt màu của nước thải nếu kết hợp áp dụng một số chất phụ trợ khác. Tuyển nổi Đây là phương pháp được áp dụng tương đối rộng rãi nhằm loại các chất rắn lơ lửng mịn, dầu mỡ ra khỏi nước thải. Phương pháp tuyển nổi thường được áp dụng trong xử lý nước thải chứa dầu, nước thải công nghiệp thuộc da, dược phẩm,. Bản chất của quá trình tuyển nổi ngược lại với quá trình lắng và được áp dụng trong trường hợp quá trình lắng xảy ra rất chậm hoặc rất khó thực hiện.
Các chất lơ lửng, dầu, mỡ sẽ được nổi lên trên bề mặt của nước thải dưới tác dụng nâng của các bọt khí. Các phương pháp tuyển nổi thường được áp dụng là: - Tuyển nổi chân không - Tuyển nổi áp lực (tuyển nổi khí hòa tan) - Tuyển nổi cơ giới - Tuyển nổi với cung cấp không khí qua các vật liệu xốp - Tuyển nổi điện 17 - Tuyển nổi sinh học - Tuyển nổi hóa học Trong đó phương pháp tuyển nổi khí tan thường được áp dụng nhiều hơn.