i
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM


ĐẶNG THỊ HỒNG PHƢƠNG

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƢỚC THẢI
CHĂN NUÔI LỢN SAU QUÁ TRÌNH XỬ LÝ
YẾM KHÍ BẰNG PHƢƠNG PHÁP SBR

Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng
Mã số: 60 85 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. PHAN ĐỖ HÙNG

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Khoa Tài nguyên và Môi
trường, Khoa Sau Đại học - Trường Đại học Nông lâm, Đại học Thái Nguyên đã
hướng dẫn, tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong thời gian tiến hành đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn các cô, chú, anh, chị, cán bộ nhân viên phòng
Công nghệ nước và xử lý nước thải – Viện Công Nghệ Môi Trường đã giúp đỡ tôi
trong suốt quá trình thực tập tại Viện.
Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp
đã quan tâm động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, 25 tháng 09 năm 2012
Tác giả luận văn
Đặng Thị Hồng Phƣơng

iii
MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1
1. Đặt vấn đề 1
2. Mục tiêu của đề tài 3
3. Yêu cầu của đề tài 4
4. Ý nghĩa của đề tài 4
4.1. Ý nghĩa trong nghiên cứu khoa học 4
4.2. Ý nghĩa trong thực tiễn 4
Chƣơng 1 5
TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài 5

khí 36
1.4.4.1. Phƣơng pháp bùn hoạt tính hiếu khí – thiếu khí kết hợp 37
1.4.4.2. Phƣơng pháp lọc sinh học ngập nƣớc hiếu khí – thiếu khí kết
hợp: 37
1.4.4.3. Phƣơng pháp mƣơng ôxy hóa 38
1.4.4.4. Phƣơng pháp Anamox 38
1.4.4.5. Công nghệ SBR 39
1.5. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc 42
1.5.1. Trong nƣớc 42
1.5.2. Ngoài nƣớc 43
Chƣơng 2 45
NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45
2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 45
2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu 45
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu 45
2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu 45
2.2.1. Thời gian nghiên cứu 45
2.2.2. Địa điểm nghiên cứu 45
2.3. Nội dung nghiên cứu 45
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu 46
2.4.1. Phƣơng pháp khảo sát hiện trƣờng 46
2.4.2. Xây dựng mô hình thí nghiệm 46
2.4.3. Các chế độ thí nghiệm 48
2.4.3.1. Các chế độ thí nghiệm nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ sục
khí đến hiệu quả hoạt động của hệ thống SBR 48
2.4.3.2. Các chế độ thí nghiệm nghiên cứu ảnh hƣởng của chế độ cấp
nƣớc thải đến hiệu quả hoạt động của hệ thống SBR 49
2.4.4. Phƣơng pháp phân tích 51
2.4.5. Phƣơng pháp tính toán 51
Chƣơng 3 53

3.5.2. Ảnh hƣởng của chế độ cấp nƣớc đến hiệu suất xử lý Nitơ 68
3.5.2.1 Hiệu quả xử lý N-NH
4
+
68
3.5.2.2 Hiệu quả xử lý N-NO
3
-
và N-NO
2
-
69
3.5.2.3 Hiệu quả xử lý T-N 70
3.6. Đánh giá hiệu quả xử lý COD, N-NH
4
+
, T-N của hệ thống SBR ở các chế
độ vận hành khác nhau 71
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO 75
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 79
vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Ký hiệu
Tiếng Anh
Tiếng Việt

Chỉ số bùn - thể tích 1g bùn chiếm
chỗ ở trạng thái lắng
SV30
Sludge Volume
Thể tích bùn lắng trong 30 phút
TDS
Total Dissolved Solids
Tổng chất rắn hòa tan
TSS
Total Suspended Solids
Tổng hàm lƣợng cặn
SS
Suspended Solids
Chất rắn lơ lửng
T-N

Tổng Nitơ
T-P

Tổng Phốt pho
UASB
Upflow Anaerobic Sludge Blanket
Bể với lớp bùn kỵ khí dòng hƣớng
lên
VSV

Vi sinh vật
VK

Vi khuẩn

Bảng 2.2. Các chế độ vận hành 46
Bảng 2.3: Các chế độ cấp nƣớc thải cho hệ thống SBR 47
Bảng 3.1: Đặc trƣng nƣớc thải chăn nuôi lợn sau xử lý yếm khí 50
Bảng 3.2. Tổng kết hiệu quả xử lý COD, N-NH4+ và T-N ở các chế độ vận
hành hệ thống SBR 69
Bảng 3.3. So sánh hiệu quả xử lý COD, N-NH4+, T-N 70 viii
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ quá trình khử hợp chất 4
Hình 1.2. Mô hình quản lý chất thải rắn chăn nuôi trên thế giới 25
Hình 1.3: Sơ đồ cấu tạo bể UASB 34
Hình 1.4. Sơ đồ hoạt động của bể SBR 38
Hình 2.1: Sơ đồ hệ thiết bị thí nghiệm SBR 44
Hình 3.1. Sự biến đổi của DO, pH, ORP theo thời gian trong 1 chu trình tại
CĐ2 52
Hình 3.2. Sự biến đổi của DO, pH, ORP theo thời gian trong 1 chu trình tại
CĐ3 52
Hình 3.3: Nhiệt độ trong các chế độ thí nghiệm 54
Hình 3.4. Nồng độ MLSS trong các chế độ thí nghiệm 55
Hình 3.5: Chỉ số SVI trong các chế độ thí nghiệm 56

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Chăn nuôi là lĩnh vực gắn liền với cuộc sống của con ngƣời. Để đáp
ứng nhu cầu ăn uống của con ngƣời thì lƣợng thịt để tiêu thụ cũng phải luôn
đảm bảo đáp ứng đƣợc nhu cầu đó. Những năm gần đây, với chủ trƣơng mở
cửa, thúc đẩy phát triển kinh tế của nƣớc ta, lĩnh vực chăn nuôi đã đạt đƣợc
rất nhiều tiến bộ. Chăn nuôi nƣớc ta đang dần phát triển mạnh theo hƣớng
chăn nuôi tập trung trang trại.
Tại thời điểm ngày 1/10/2009, tổng đàn lợn cả nƣớc ta đạt 27627 triệu
con, tăng 3,47% so với cùng kỳ năm 2008. Sản lƣợng thịt lợn xuất chuồng cả
nƣớc ƣớc đạt 2931 triệu tấn, tăng 4,45% so với cùng kỳ năm 2008. Lĩnh vực
chăn nuôi nƣớc ta đang phát triển nhanh chóng và tăng dần tỷ trọng trong
ngành nông nghiệp. Năm 2009, Việt Nam đã vƣơn lên đứng thứ 2 Châu Á sau
Trung Quốc về sản lƣợng thịt lợn [2]. Trên thế giới chăn nuôi hiện chiếm
khoảng 70% đất nông nghiệp và 30% tổng diện tích đất tự nhiên (không kể
diện tích bị băng bao phủ). Chăn nuôi đóng góp khoảng 40% tổng GDP nông
nghiệp toàn cầu, giải quyết việc làm cho 1,3 tỉ dân [1].
Tuy nhiên, bên cạnh những đóng góp tích cực cho sự phát triển kinh tế
- xã hội, việc phát triển chăn nuôi lợn đã để lại những tác động tiêu cực đến
môi trƣờng, làm suy thoái chất lƣợng đất, chất lƣợng nƣớc và không khí xung
quanh các khu vực nuôi lợn. Nguyên nhân là do ảnh hƣởng của chất thải chăn
nuôi lợn, cụ thể: là phân, nƣớc tiểu và nƣớc rửa chuồng trại. Sản lƣợng thịt
lợn cung cấp ra thị trƣờng ngày càng tăng, lƣợng chất thải ra môi trƣờng cũng
ngày càng tăng theo.
Chất thải chăn nuôi lợn đã gây ra những ảnh hƣởng xấu đến môi trƣờng
xung quanh, đến sức khỏe con ngƣời và đặc biệt, chúng đóng góp một phần
lớn khí gây hiệu ứng nhà kính, biến đổi khí hậu. Ngoài chất thải rắn và chất

Trƣớc đây, chúng ta chỉ có chăn nuôi nhỏ lẻ tại các hộ gia đình. Hiện nay,
trong bối cảnh thức ăn chăn nuôi, vật tƣ chăn nuôi đều tăng, cùng với đó là
sức cạnh tranh, vấn đề kiểm soát dịch bệnh nên việc chăn nuôi trong các hộ
gia đình có xu hƣớng giảm trong khi chăn nuôi gia trại, trang trại tăng nhanh
và tạo đƣợc khả năng cạnh tranh trên thị trƣờng. Do vậy, vấn đề chất thải phát
sinh từ hoạt động chăn nuôi lợn cần phải đƣợc quản lý tốt. Chất thải của các
trang trại chăn nuôi lợn với thành phần chủ yếu là phân lợn và nƣớc thải hiện
đang là vấn đề lo lắng của các nhà quản lý. Hầu hết việc xử lý chất thải của
các hộ chăn nuôi là lắp đặt hệ thống xử lý chất thải Biogas, nhƣng hệ thống
này chƣa đủ công suất đáp ứng nhu cầu xử lý toàn bộ chất thải mà chỉ đạt
đƣợc 50% - 70% lƣợng chất thải của trang trại. Tuy nhiên, với nhiều trang trại
đã có hầm biogas, có hệ thống xử lý chất thải nhƣng chất thải chƣa đƣợc xử lý
triệt để. [15].

3
Nƣớc thải (phân, nƣớc) có độ ô nhiễm rất cao do kéo theo lƣợng lớn
phân rác (COD, BOD, Nitơ, Amoni và vi khuẩn gây bệnh) thông thƣờng đƣợc
xử lý qua hầm Biogas, tiếp đến chuỗi hồ sinh học. Mặc dù đã qua hệ Biogas
nhƣng nƣớc vẫn có thành phần gây ô nhiễm (COD, Nitơ khá lớn) [14]. Vì vậy
trong thời gian ngắn, các hồ bị quá tải không còn đủ khả năng tự làm sạch.
Nƣớc thải ra môi trƣờng bị ô nhiễm trầm trọng.
Việc sử dụng bể Biogas tại các trại chăn nuôi thuận tiện cho sử dụng
chất thải và khai thác nguồn năng lƣợng nhƣng nƣớc thải sau bể Biogas
vẫn còn nhiều chất gây ô nhiễm môi trƣờng cần đƣợc xử lý trƣớc khi thải
vào môi trƣờng. Hiện tại đã có một số công nghệ xử lý nƣớc sau Biogas tại
các trại chăn nuôi bằng công nghệ lọc sinh học (Đồng Tâm – Vĩnh Phúc),
công nghệ Aeroten (Vũ Thƣ – Thái Bình).
Từ đặc tính nƣớc thải ngành chăn nuôi và thực tế các công nghệ đã áp
dụng để xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn sau quá trình xử lý yếm khí (biogas),
công nghệ SBR (các quá trình xử lý chất hữu cơ và nitơ đƣợc thực hiện trong

4. Ý nghĩa của đề tài
4.1. Ý nghĩa trong nghiên cứu khoa học
Kết quả của đề tài là nền móng cho các nghiên cứu tiếp theo về việc xử
lý triệt để các chất hữu cơ, N, P trong nƣớc thải chăn nuôi lợn ở Việt Nam.
4.2. Ý nghĩa trong thực tiễn
Đề tài rất có ý nghĩa trong thực tiễn. Kết quả của đề tài sẽ góp phần đƣa
ra mô hình xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn sau quá trình xử lý yếm khí, có thể
phổ cập sử dụng trong các hộ, trang trại chăn nuôi lợn.

5
Chƣơng 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
1.1.1. Cơ sở lý luận
Theo đánh giá của Tổ chức Nông Lƣơng Thế giới (FAO), Châu Á sẽ trở
thành khu vực sản xuất và tiêu dùng các sản phẩm chăn nuôi lớn nhất. Chăn
nuôi Việt Nam, giống nhƣ các nƣớc trong khu vực phải duy trì mức tăng
trƣởng cao nhằm đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng trong nƣớc và từng bƣớc
hƣớng tới xuất khẩu. Trong thời gian qua, ngành chăn nuôi của nƣớc ta phát
triển với tốc độ nhanh, bình quân giai đoạn 2001 - 2006 đạt 8,9%.
Trong số các nƣớc thuộc khối Asean, Việt Nam là nƣớc chịu áp lực về
đất đai lớn nhất. Tốc độ tăng dân số và quá trình đô thị hóa đã làm giảm diện
tích đất nông nghiệp. Để đảm bảo an toàn về lƣơng thực và thực phẩm, biện
pháp duy nhất là thâm canh chăn nuôi trong đó chăn nuôi lợn là một thành
phần quan trọng trong định hƣớng phát triển.
Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi lợn phát triển với tốc độ rất
nhanh nhƣng chủ yếu là tự phát và chƣa đáp ứng đƣợc các tiêu chuẩn kỹ thuật
về chuồng trại và kỹ thuật chăn nuôi. Do đó, năng suất chăn nuôi thấp và gây
ô nhiễm môi trƣờng một cách trầm trọng. Ô nhiễm môi trƣờng không những

, NH
3
phát tán vào không
khí gây mùi hôi hoặc khuếch tán vào nƣớc làm ô nhiễm nguồn nƣớc. Nồng độ
NH
3
trong nƣớc thải phụ thuộc vào lƣợng urê trong nƣớc tiểu và pH của nƣớc
thải. Khi pH tăng, NH
4
+
sẽ chuyển thành NH
3
. Ngƣợc lại, khi pH giảm, NH
3

chuyển thành NH
4
+
. Hợp chất nitơ bền và không có hậu quả xấu với môi
trƣờng là khí N
2
. Xử lý hợp chất Nito trong nƣớc thải với mục tiêu cao nhất
về phƣơng diện công nghệ là chuyển chúng về dạng khí nitơ N
2
.
Khả năng loại bỏ N, P qua các quá trình xử lý nước thải:
- Trong quá trình xử lý sơ bộ lắng, nồng độ N giảm khoảng 5-10% do
hợp chất N đƣợc giữ lại ở trong các hợp chất lắng.
- Trong quá trình xử lý yếm khí quá trình oxy hóa amoni hầu nhƣ
không diễn ra chỉ một phần nhỏ tham gia tổng hợp sinh khối. Trong quá trình

Xử lý bậc 2
10 - 50
<10
ít
10 - 30
Tổng hợp tế bào
-
40-70
ít
3-70
Nitrat hóa
ít
->NO
3
-

ít
5-20
Khử Nitrat
-
-
80-90
70-95
Hồ oxy hóa
ít
Bay hơi
ít nitrat
20-90
(Nguồn: Trần Thanh Hải (2009). Giải pháp công nghệ xử lý nước thải
chăn nuôi lợn bằng phương pháp sinh học phù hợp với điều kiện Việt Nam)

3,7
3
8,3
8
3,3
4
6,4
9
2,9

8
(Nguồn: Mecalf & Eddy. Wastewater engineering, Treatment, disposal and reuse.)
Cơ sở lý thuyết loại bỏ hợp chất N trong nƣớc thải: Quá trình khử hợp
chất N có thể đƣợc sơ đồ hóa nhƣ sau: Hình 1.1: Sơ đồ quá trình khử hợp chất N
1.1.1.1. Quá trình oxy hóa amoni
Quá trình oxy hóa NH
4
+
thành nitrat xảy ra theo 2 bậc:
NH
4
+
+ 1,5 O
2

Phản ứng (1-1), (1-2) đƣợc thực hiện do chủng VSV tự dƣỡng
Nitrosomonas và Nitrobacter. Năng lƣợng sinh ra từ hai phản ứng trên đƣợc
VK sử dụng để tổng hợp tế bào, năng lƣợng thu đƣợc từ hai phản ứng trên là
rất thấp: phản ứng (1-1) là 57kcal/mol, phản ứng (1-2) là 19 kcal/mol thấp
hơn rất nhiều so với quá trình phân hủy các chất hữu cơ do VSV hiếu khí thực
hiện [5]. Do đó hiệu suất tăng sinh khối của VSV tự dƣỡng thấp.
Có khoảng 20-40% NH
4
+
đƣợc tiêu thụ trong quá trình tổng hợp tế bào.
Phản ứng tổng hợp sinh khối có thể viết nhƣ sau:
4 CO
2
+ HCO
3
-
+ NH
4
+
+ H
2
O  C
5
H
7
O
2
N(tế bào vi khuẩn) + 5 O
2


thấp hơn trong giai
Khử nitrat
Nitrat hóa
Amôn
hoá
( NO
2
 N
2
)
(  NO
2
-
 NO
3
-
)
NH
4
+
nƣớc
NH
4
+
Nƣớc
N-hữu cơ

9
đoạn ổn định. Vì vậy trong quá trình động học ngƣời ta chỉ sử dụng các thông
số liên quan đến vi khuẩn Nitrosomonas để đặc trƣng cho quá trình oxy hóa


Trong đó: : hằng số phát triển riêng của VSV tự dƣỡng

m
: hằng số phát triển cực đại của VSV tự dƣỡng
S
N
: nồng độ NH
4
+

DO: nồng độ oxy hòa tan
K
N
: hằng số bán bão hòa của NH
4
+
K
DO
: hằng số bán bão hòa của oxy
Phƣơng trình trên có 3 thông số động học (
m
, K
N
, K
DO
), các thông số

phụ thuộc vào DO nếu DO>1mg/l và đối với Nitrobacter khi DO>2mg/l
(Schoberl và Angel, 1964). Theo Boon và Laudeluot (1962) nghiên cứu tốc độ
sinh trƣởng của Nitrobacter ở DO=1 mg/l và DO bão hoà ở nhiệt độ 30 -
35
0
C cho thấy: ở DO = 1mg/l tốc độ sinh trƣởng bằng 97%, 80%, 70%, 58%

10
ở DO bão hoà; tƣơng ứng với các nhiệt độ 20; 23,7; 29; 35
0
C. Các nghiên cứu
trên thể hiện ảnh hƣởng của DO đến quá trình nitrat hóa.
+ pH: giá trị pH thích hợp là từ 7,6-8,6; khi pH<6,2 hoặc pH>10 sẽ ức
chế hoàn toàn quá trình hoạt động của VSV. Ảnh hƣởng của pH lên tốc độ
phát triển riêng cực đại của VSV tự dƣỡng:

n,pH
= 
n,7,2
.[1 – 0,833(7,2 – pH)]
Tốc độ nitrat hoá giảm tuyến tính khi pH < 7,2 và ít có sự ảnh hƣởng
khi pH =7,2 – 8,0 (Angle và Alexander, 1958; và Downing, 1964). Tốc độ
nitrat hoá đối với Nitrobacter ở pH=6,5 bằng 60% tốc độ ở pH=7,5 (Boon và
Laudelout, 1962). Khi sử dụng các mẻ vi sinh nuôi cấy chƣa thích nghi cho
thấy tốc độ nitrat hoá ở pH=6,9 bằng 84% tốc độ ở pH=7,0 ở 20
0
C. Tốc độ
nitrat hoá ở pH=6,8 bằng 42% tốc độ ở pH=7,8 tại 15
0
C, ở nhiệt độ thấp hơn


0,29
0,47
0,77
Hultman (1971)
0,50.e
0,033(T-15)

0,23
0,34
0,50

11
Nguồn

n,max
theo nhiệt
độ

n,max
theo nhiệt độ
10
0
C
15
0
C
20
0
C

và các kim loại nặng. Đối với VSV có tốc độ phát
triển chậm thì ảnh hƣởng của độc tố đến nó là ít hơn, nhƣ vậy trong hai quá
trình thì loại Nitrosomonas ít bị ảnh hƣởng bởi độc tố hơn Nitrobacter. VSV
tự dƣỡng có sức chịu đựng độc tố kém hơn VSV dị dƣỡng, Một độc tố rất
quan trọng là NH
3
và axit HNO
2
ở dạng trung hòa – sản phẩm và nguyên liệu
của quá trình, Nitrobacter bị ảnh hƣởng nhiều hơn (0,1-1,0 mgN-NH
3
/l) so
với Nitrosomonas (5-20 mgN-NH
3
/l). Tuy nhiên pH của nƣớc thải chăn nuôi
thƣờng ở mức trung tính nên nồng độ NH
3
trong nƣớc thải là thấp. Ngƣợc lại
HNO
2
lại tồn tại và thể hiện độc tính ở pH thấp.
+ Thời gian lưu bùn: thời gian lƣu bùn (SRT) phải đủ lớn để đảm bảo
cho vi khuẩn nitrat hoá phát triển ổn định. Thời gian lƣu bùn rất quan trọng
đối với nƣớc thải chứa các hợp chất độc hại. SRT đủ lớn để cho vi khuẩn
thích nghi dần với các chất độc hại. Theo Bridle và cộng sự cho thấy đối với
một số nƣớc thải công nghiệp chứa các hợp chất độc hại SRT > 160 ngày thì

12
hiệu quả loại nitrat đạt > 90%. Thời gian lƣu bùn ảnh hƣởng tới nhu cầu oxy
mà loài vi khuẩn nitrat hoá nhạy cảm với yếu tố này.

Quá trình khử nitrat không phải là quá trình lên men yếm khí mà nó
giống nhƣ quá trình hô hấp hiếu khí nhƣng thay vì sử dụng oxy chúng sử
dụng NO
2
-
và NO
3
-
khi môi trƣờng thiếu oxy. Trong hệ khử nitrat bởi VSV,
mức độ tiêu hao chất điện tử phụ thuộc vào sự có mặt của chất nhận điện tử
(chất oxy hóa) trong hệ: oxy hòa tan, nitrit, nitrat, sunfat. Trong đó oxy hòa
tan có khả năng phản ứng tốt nhất với các chất khử vì trong hệ luôn có VSV
dị dƣỡng hiếu khí. VSV chỉ sử dụng đến nitrat và nitrit khi môi trƣờng cạn
kiệt oxy hòa tan. Mức độ cạnh tranh về phƣơng diện sử dụng chất cho điện tử:
O
2
> NO
3
-
 NO
2
-
> SO
4
2-
.
Các chất hữu cơ mà nhóm VSV khử nitrat sử dụng: nguồn nƣớc thải,
các hóa chất hữu cơ đƣa vào, các chất hữu cơ hỡnh thành từ quá trình phân
hủy nội sinh. Tốc độ phản ứng khử nitrat đƣợc thể hiện qua công thức sau [5]:
v

0
C [5].
+ Chất hữu cơ: các chất hữu cơ hòa tan dễ phân hủy tạo điều kiện tốt
thúc đẩy tốc độ khử nitrat. Quá trình khử xảy ra trong điều kiện thiếu khí và
cần nguồn C-hữu cơ (1g N-NO
3
-
cần khoảng 3g COD).
+ Độc tố và yếu tố kìm hãm quá trình khử Nitrat: loại Denitrifier ít bị
ức chế bởi các độc tố hơn nhƣng vẫn là vấn đề cần quan tâm. Oxy ức chế
enzym khử nitrit. Nồng độ oxy hòa tan sẽ ức chế qúa trình khi đạt 13% nồng
độ bão hòa.

14
Hệ xử lý nitơ trong nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học có thể riêng
rẽ hoặc tổ hợp hai quá trình: oxy hóa amoni và khử nitrat. Theo Lê Văn Cát
(2007) khi BOD/T-N > 5 nên kết hợp hai quá trình trên, khi BOD/T-N < 3 thì
nên tách ra thành 2 giai đoạn. Đối với nƣớc thải chăn nuôi nên áp dụng kỹ
thuật xử lý 2 giai đoạn riêng rẽ. Phƣơng pháp xử lý này có ƣu điểm: linh hoạt,
dễ tối ƣu hóa các quá trình, và giảm thiểu các độc tố với VSV tự dƣỡng (do
đó đƣợc oxy hóa ở giai đoạn 1).
Trong nƣớc thải chăn nuôi, hàm lƣợng COD và nitơ đều cao nên sự
hoạt động của VSV tự dƣỡng sẽ bị cạnh tranh quyết liệt bởi VSV dị dƣỡng,
dẫn đến khả năng xử lý các hợp chất chứa nitơ trở lên khó khăn hơn. Do đó
cần phải oxy hóa nƣớc thải theo nhiều giai đoạn, để tạo điều kiện cho giai
đoạn sau oxy hóa các hợp chất nitơ đƣợc dễ dàng.
1.1.2. Cơ sở thực tiễn
Nƣớc thải chăn nuôi thuộc loại giàu SS, COD, N, P, vì vậy để xử lý
nƣớc thải chăn nuôi, kĩ thuật yếm khí luôn là sự lựa chọn đầu tiên. Ở các nƣớc
châu Âu và Mĩ, nhất là ở Anh, nƣớc và chất thải chăn nuôi đƣợc coi là nguồn

3
-ngày, với chu trình xử lý 12h cho
thấy hiệu suất xử lý đạt 57,4 – 87,4% đối với COD, 90,8 – 94,7% đối với N-
NH
4
+
. Kết quả nghiên cứu của Edgerton [3], với nƣớc thải đầu vào có COD =
4500 mg/L, N- NH
4
+
= 250 mg/L, T-P = 383 mg/L, với các quá trình yếm
khí/hiếu khí/thiếu khí, ở tải trọng 1,18 kg-COD/m
3
-ngày, chu trình xử lý 12 h
cho hiệu quả xử lý là 79%, 99% và 49% tƣơng ứng với COD, N- NH
4
+
và T-
P. Một số nghiên cứu cải tiến nhằm nâng cao hiệu quả xử lý của phƣơng pháp
SBR cũng đã đƣợc thực hiện. Nghiên cứu của Bortone [22] và Filali [28] về
xử lý nƣớc thải chăn nuôi lợn cho thấy chế độ cấp nƣớc thải 2 lần trong chu
kỳ xử lý cho hiệu suất xử lý cao hơn chế độ cấp nƣớc thải 1 lần.
Cho đến nay, việc nghiên cứu môi trƣờng chăn nuôi ở nƣớc ta chƣa
đƣợc quan tâm một cách đầy đủ. Chỉ có một số công trình nghiên cứu chất
lƣợng môi trƣờng tại các điểm chăn nuôi đơn lẻ đã đƣợc công bố trong một
vài năm trở lại đây nhƣ: Báo cáo kết quả nghiên cứu môi trƣờng các khu vực
chăn nuôi hai xã Trực Thái (Nam Định) và Trung Châu (Hà Tây) của Viện
Chăn nuôi; Báo cáo của Viện Công nghệ môi trƣờng kết hợp với Viện Thú y

16