ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, với sự phát triển không ngừng của nền kinh tế – xã hội đã góp phần cải thiện và nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân. Do đó, nhu cầu về lương thực, thực phẩm nói chung và nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm chế biến từ gia súc, gia cầm nói riêng đang gia tăng cả về mặt số lượng và chất lượng. Trước nhu cầu đòi hỏi của xã hội, nhiều lò giết mổ gia súc, gia cầm quy mô vừa và nhỏ đã hình thành. Tuy nhiên, vấn đề đáng lo ngại là nước thải phát sinh từ quá trình giết mổ sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường nếu không có hệ thống xử lý tốt.
Đặc thù của nước thải giết mổ thường bị nhiễm bẩn nặng do các thành phần hữu cơ như máu, mỡ, protein cũng như nitơ, phospho, chất tẩy rửa và chất bảo quản. Các chất gây ô nhiễm cao trong nước thường có nguồn gốc từ chất thải là huyết và khâu làm lông. Ngoài ra còn có thể có xương, thịt vụn, mỡ thừa, móng và vi sinh vật. Nồng độ các chất ô nhiễm hữu cơ BOD5 và COD lần lượt đạt 7000 mg/l và 9400 mg/l.
Hiện nay, trên thế giới đã có nhiều phương pháp xử lý nước thải giết mổ được đưa ra như: phương pháp cơ học, phương pháp keo tụ, đông tụ, tuyển nổi, phương pháp sinh học. Tuy nhiên hầu hết nước thải sau hệ thống xử lý với chất lượng đầu ra không ổn định đặc biệt là hàm lượng nitơ, photpho trong nước thải cao. Cùng với chi phí vận hành cho các công nghệ xử lý nitơ, photpho trong nước thải còn khá cao, chủ yếu liên quan đến nhu cầu cung cấp ôxy và các thành phần hữu cơ. Vì vậy, việc tìm kiếm một giải pháp thích hợp để xử lý nitơ, photpho trong nước thải cần được quan tâm.
Công nghệ SBR dòng vào liên tục (ICEAS – Intermittent Cycle Extended Aeration System) là công nghệ cải tiến SBR đã ra đời vào khoảng thập niên 70 tại Úc. Bên cạnh đó, với hơn 200 công trình ở Úc và Hoa Kỳ đã được ứng dụng đạt hiệu quả xử lý các chất hữu cơ, nito và photpho cao. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải giết mổ bằng công nghệ ICEAS” được thực hiện với mục đích đánh giá khả năng xử lý nước thải nhiễm hữu cơ và các chất dinh dưỡng. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Đề tài nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả xử lý nước thải giết mổ trên quy mô phòng thí nghiệm nhằm đánh giá khả năng xử lý chất hữu cơ và chất dinh dưỡng N trên mô hình nghiên cứu ICEAS qua các tải trọng khác nhau.
NỘI DUNG ĐỀ TÀI Đề tài nghiên cứu được thực hiện theo các nội dung sau: Nội dung 1: Giới thiệu tổng quan về nước thải giết mổ và công nghệ ICEAS - Giới thiệu tổng quan về nước thải giết mổ và hiện trạng xử lý nước thải giết mổ tại Việt Nam; - Trình bày nguyên tắc hoạt động, cơ chế xử lý và các dạng cải tiến của công nghệ bùn hoạt tính theo mẻ SBR. - Giới thiệu công nghệ ICEAS – MBSBR; - Tổng hợp một số nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan đến đề tài. Nội dung 2: Thiết lập mô hình nghiên cứu ở quy mô phòng thí nghiệm - Chế tạo mô hình ở quy mô phòng thí nghiệm. - Tổng hợp và thu thập các vật liệu phục vụ nghiên cứu: nước thải, bùn thiếu khí, bùn hiếu khí và giá thể Mutag Biochip TM.
- Tiến hành lấy mẫu và phân tích mẫu nước thải, mẫu bùn ban đầu trước khi khởi động mô hình. Nội dung 3: Vận hành mô hình theo các tải trọng khác nhau - Chạy thích nghi mô hình với tải trọng hữu cơ: 0,5 kgCOD/m3/ngày. - Giai đoạn tăng tải trọng: 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 và 2,5 kg COD/m3.ngày với chu kỳ 16; 12,5; 11,5; 9,5 và 9h, pha lắng 0,4h, pha rút nước 0,2h. - Lấy mẫu theo trình tự kế hoạch đề ra và phân tích các chỉ tiêu: pH, COD, NH4+, NO2-, NO3-, TKN, TN.
- Nghiên cứu khả năng bám dính và sinh khối vi sinh trên bề mặt giá thể Mutag Biochip TM. Nội dung 4: Trình bày kết quả - Dựa trên kết quả phân tích, tiến hành tính toán, xử lý số liệu và dựng đồ thị thể hiện kết quả bằng phần mềm Excel; 3 - Trình bày và thảo luận các kết quả thông qua đồ thị. - So sánh hiệu quả xử lý nước thải của mô hình ICEAS – MBSBR kết hợp với ICEAS – SBR thông thường, từ đó đánh giá tính hiệu quả mô hình cải tiến. PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài bao gồm: - Nước thải dùng trong nghiên cứu này là nước thải giết mổ được lấy từ bể điều hòa của trạm xử lý nước thải sau khi qua máy lọc rác của trạm xử lý nước thải Công ty Vissan, số 420 Nơ Trang Long, P.
13, Quận Bình Thạnh, Tp. - Mô hình nghiên cứu được chế tạo bằng mica ở quy mô phòng thí nghiệm. - Giá thể được sử dụng trong mô hình ICEAS - MBSBR là Mutag Biochip TM. Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi nghiên cứu: Nước thải giết mổ chứa thành phần hữu cơ (BOD 5, COD) và dinh dưỡng (N, P) cao.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Tổng quan tài liệu Tiến hành thu thập thông tin, tài liệu, số liệu về đối tượng và phạm vi nghiên cứu trên tất cả các nguồn sách báo, giáo trình, tạp chí khoa học, internet. Phân tích, tổng hợp làm cơ sở cho việc định hướng và thực hiện các nội dung nghiên cứu. Thực nghiệm mô hình Mô hình nghiên cứu được chế 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 đầu vào và đầu ra của mô hình. Lấy mẫu và phân tích Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải được nghiên cứu trong suốt quá trình xử lý: pH, COD, TKN, TN, NH4+, NO3-, NO2-. Bảo quản lạnh là bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ thường nhưng lớn hơn nhiệt độ đông đặc của nước được duy trì từ khi nước vừa được lấy từ các vị trí lấy mẫu cho đến khi mang đi phân tích, nhằm ngăn chặn hoặc làm giảm sai số kết quả phân tích. Mẫu nước được lấy tại các vị trí: đầu vào, đầu ra của mô hình ICEAS – SBR và đầu ra của mô hình ICEAS – MBSBR.
Các chỉ tiêu được phân tích theo các phương pháp trong QCVN kết hợp với Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, Eaton DA và AWWA). Xử lý số liệu Số liệu được trình bày trong luận văn là giá trị trung bình từ ba lần thí nghiệm. Độ lệch chuẩn của các thông số khảo sát được tính toán bằng phần mềm Excel. Độ tin cậy của các số liệu thực nghiệm nằm ở mức 95 - 98%.
Phương pháp khác Phương pháp kế thừa, tham khảo kết quả xử lý của công ty trên thực tế và các đề tài liên quan đã thực hiện. Trong quá trình thực hiện đề tài tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn về vấn đề có liên quan. Ý NGHĨA ĐỀ TÀI Ý nghĩa khoa học Nghiên cứu là cơ sở lý thuyết cho quá trình kết hợp công nghệ ICEAS với giá thể di động để xử lý COD, NH4+, TN trong nước thải giết mổ, là cơ sở cho các quá trình nghiên cứu kết hợp tiếp theo nhằm mục tiêu nâng cao hiệu quả xử lý COD, NH4+, TN. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu của đề tài được ứng dụng trong xử lý nước thải ngành giết mổ đang gặp bài toán cần giải quyết hiện nay là xử lý chất hữu cơ và dinh dưỡng với công nghệ kết hợp và giá thành hợp lý.
Ngoài ra mô hình sử dụng giá thể di động để khi vận hành linh hoạt nâng cao tải trọng, độ ổn định cao khi xử lý. Tính mới của đề tài Công nghệ SBR truyển thống đã được áp dụng nhiều nơi trên thế giới và Việt Nam. Với nghiên cứu này, mô hình tạo môi trường khử Nitrat tốt hơn bằng sự kết hợp sục khí, khuấy trộn ngắt quảng và dùng giá thể di động để xử lý Nitơ và các chất hữu cơ tốt hơn. Khi sinh khối bám trên giá thể ngày càng tăng thì hiệu quả xử lý càng cao, lúc này mô hình sẽ rút ngắn thời gian xử lý.
TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI 1. Các loại chất thải và nguồn ô nhiễm − Nguồn gốc nước thải; − Nước thải từ quá trình sản xuất; − Nước vệ sinh thiết bị nhà xưởng; − Nước sinh hoạt cho các công nhân của nhà máy; Nước thải của các cơ sở giết mổ có nồng độ chất rắn cao, BOD và COD khá cao và luôn luôn chứa một lượng lớn các chất hữu cơ bao gồm các hợp chất của cacbon, nito, photpho. Các hợp chất hữu cơ này làm tăng độ phì của nước đồng thời dễ bị phân hủy bởi các vi sinh vật, gây mùi hôi thúi và làm ô nhiễm nguồn nước. Nước thải của các cơ sở chế biến thịt các thường chứa một lượng lớn vi sinh vật.
nếu không có biện pháp xử lý thì rất dễ gây ô nhiễm bởi các vi khuẩn gây bệnh, gây ngộ độc nguồn nước sử dụng. Ngoài ra ngành giết mổ là một ngành đòi hỏi sử dụng nước rất nhiều, hầu như các đoạn xử lý nguyên liệu đều có nhu cầu dùng nước như: − Khâu rửa sơ bộ nguyên liệu. − Khâu làm rã nước đá đông lạnh. − Khâu xử lý nguyên liệu.
− Khâu chế biến như hấp, luộc. Nước thải của công nghệ chế biến thịt gần giống nước thải sinh hoạt nhưng có độ nhiễm cao hơn nhiều. Chúng có nồng độ dầu mỡ, axit béo rất cao, ngoài ra còn có chất tẩy rửa, lông… Nước thải giết mổ còn chứa chất dinh dưỡng như Protein, khi diamin hóa tạo ra NH3 vì thế nước thải cần phải được nitrit hóa.
