Chương 4 Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo ở trại Xuân Thọ III bằng quá trình
lọc sinh học kị khí 43 4.1 Sơ lược nội dung và phương pháp nghiên cứu

Nước thải sau bể biogas được lấy về. Để lắng 2 giờ để loại bỏ cặn lơ lửng dễ lắng.
¾ Xác định thành phần tính chất nước thải sau lắng.
¾ Tiến hành chạy trên mô hình thí nghiệm lọc sinh học kị khí tĩnh.
- Xác định khả năng xử lý đối với nước thải chăn nuôi sau bể biogas.
- Xác định đặc tính xử lý theo thời gian của mô hình thí nghiệm.
- Xác định các thông số động học
¾ Tiến hành chạy trên mô hình thí nghiêm lọc sinh học kị khí động.
- Xác định hiệu quả xử lý ứng với các thời gian lưu nước khác nhau. Từ đó chọn ra
thời gian lưu nước tốt nhất.
- Xác định tải trọng tối ưu ứng với thời gian lưu nước tốt nhất
Từ các kết quả thu được, ứng dụng các lý thuyết đ
ã biết để giải thích và rút ra kết luận.


N-tổng 512 - 594 mg/l
P-tổng 13.8 - 62 mg/l

4.3 Mô hình thí nghiệm và nguyên tắc hoạt động
4.3.1 Mô hình thí nghiệm
Chương 4 Nghiên cứu xử lý nước thải chăn ni heo ở trại Xn Thọ III bằng q trình
lọc sinh học kị khí 45
lọc sơ dừa
Nước vào
Van xả đáy
Van lấy
nước
Van xả đáy
Bơm
Lớp vật liệu
lọc sơ dừa
Van lấy
mẫu
Chương 4 Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo ở trại Xuân Thọ III bằng quá trình
lọc sinh học kị khí 46

Mô hình tĩnh và động được làm từ các bình nhựa trong, có kích thước:
• Đường kính: 330 mm
• Chiều cao bình: 450 mm
• Thể tích bình: 20 lít
Các thông số ban đầu của mô hình lọc kị khí tĩnh và động:
• Vật liệu lọc: sơ dừa, dạng sợi
• Đăc tính của sơ dừa:
9 Đường kính một sợi: 0.435 mm
9 Khối lượng riêng của sơ dừa đã nén chặ
t: 234.3 kg/m
3

• Tổng chiều cao lớp lọc sơ dừa: 350 mm

trình hình thành màng vi sinh dính bám lên sơ dừa, tiến hành bổ sung bùn lấy từ hệ thống
phân huỷ khị khí. Bùn lấy về, rây qua lưới lọc, loại bỏ rác và sạn sau đó cho vào mô hình
sao cho hàm lượng VSS ban đầu là 10-12g VSS/1 lít nước thải.
Giai đoạn thích nghi kết thúc khi hiệu quả xử lý ổn định và hình thành lớp màng vi
sinh dính bám trên sơ dừa.
Giai đoạn thích nghi của mô hình thí nghiệm kéo dài trong 2 tuần, 1 tuần cho 1 lần
thay nước với nồng độ COD = 600 mg/l. Trong giai đoạn thích nghi, ti
ến hành đo các chỉ
tiêu COD, pH.
9 Giai đoạn tăng nồng độ

Sau khi thích nghi, tiến hành tăng nồng độ và theo dõi hiệu quả xử lý ở các nồng
độ COD = 600 mg/l , 1200 mg/l, 1500 mg/l. Thời gian theo dõi là 2 ngày.
Mỗi nồng độ chạy trong 2 tuần. Cuối mỗi nồng độ, tiến hành theo dõi đặc tính xử
lý của mô hình theo thời gian.
Ở mỗi nồng độ, tiến hành phân tích các chỉ tiêu COD, BOD
5
, pH, N-NH
3
,PO
4
3-
, N
tổng. Nhưng do điều kiện thí nghiệm không cho phép để thực hiện phân tích các chỉ tiêu
BOD
5
,PO
4
3-
, N tổng một cách thường xuyên nên các thông số kiểm soát thường xuyên

48
H
N-
NH3
(%)
-9.3
17.2
15.1
18.0
-6.8
-19.4
15.9
- 4.7
10.1
39.3
16.9
-3.7
-10.8
22.8
12.1
11.7
-15.6
12.8
8.7
8.9
2.6
N-NH
3r
mg/l
(HRT=

242.0
209.0
311.5
356.0
279.0
298.0
349.0
190.0
307.0
327.5
363.5
317.5
395.0
433.5
399.5
361.5
pH
r
(HRT=
2 ngày)
7.85
7.88
7.48
7.66
7.58
7.86
7.68
7.94
7.84
7.73

7.55
7.60
7.60
7.52
7.87
7.57
pH
V
7.77
7.38
7.62
7.52
7.21
7.74
7.42
7.81
7.57
7.68
7.92
7.59
7.57
7.42
7.52
7.30
7.62
7.73
7.41
7.82
7.62
H

1 ngày)
15.7
34.2
66.0
66.3
65.9
67.1
68.9
68.0
65.0
68.2
62.7
78.5
71.4
70.3
64.0
62.0
65.0
66.9
66.1
68.1
67.8
COD
r
(HRT=
2 ngày)
470
398
192
208

357
409
206
324
302
518
580
560
490
520
474
502
COD
v

667
667
600
652
733
680
655
1059
1129
1123
1097
960
1134
1018
1440

1400
1600
1800
012345678910111213141516171819202122
COD (mg/l)
COD vào COD ra (HRT=1 ngày) COD ra (HRT=2 ngày)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
COD (mg/l)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Hiệu quả xử lý (%)
COD vào Hiệu quả xử lý (HRT=1 ngày)Đồ thị 4.2: Hiệu quả xử lý COD ở các nồng độ khác nhau

Chương 4 Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo ở trại Xuân Thọ III bằng quá trình
lọc sinh học kị khí 50
0
100
200
300
400
500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
N-NH
3
(mg/l)
N-NH3 vào
N-NH3 ra (HRT=2 ngày)
0
100
200
300
400
500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22


Đồ thị 4.4: Hiệu quả xử lý N-NH
3
ở các nồng độ khác nhau

Chương 4 Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo ở trại Xuân Thọ III bằng quá trình
lọc sinh học kị khí 51
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0

9 T
ại nồng độ COD = 600 mg/l, hiệu quả xử lý COD sau 1 ngày lưu nước 1
khoảng 65-69%, sau 2 ngày lưu nước khoảng 65-68%.
9 Tại nồng độ COD = 1000 mg/l, hiệu quả xử lý COD sau 1 ngày lưu nước
khoảng 65-71%, sau 2 ngày lưu nước khoảng 68%-71%.
9 Tại nồng độ COD = 1500 mg/l, hiệu quả xử lý COD sau 1 ngày lưu nước:
64-67%, sau 2 ngày lưu nước: 66-68%.
Nhìn trên đồ thị, ta thấy rõ sự ổn định về hiệu suất xử lý khi tăng COD từ
600 mg/l
lên 1000 mg/l và 1500 mg/l.
Hiệu quả xử lý COD ở cả 3 nồng độ khá cao 65-70% (sau khi đã qua 1 bậc xử lý kị
khí trong bể biogas). Ở mỗi nồng độ, không có sự khác biệt đáng kể về hiệu xuất xử lý
COD sau 1 ngày lưu nước và 2 ngày lưu nước. Điều này có thể giải thích do nước thải
chăn nuôi là loại nước thải dễ phân hủy sinh học; hơn nữa, sau khi qua bể biogas, một
phần các chất h
ữu cơ đã bị phân hủy, những chất khó phân huỷ cũng đã được vi khuẩn
thuỷ phân, lên men và vi khuẩn acid hoá chuyển thành các hợp chất đơn giản, dễ phân
Chương 4 Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo ở trại Xuân Thọ III bằng quá trình
lọc sinh học kị khí 52
hủy, thuận lợi cho hoạt động phân huỷ của hệ vi sinh kị khí trong quá trình lọc kị khí. Do
đó tốc độ methane hoá trong quá trình lọc kị khí xãy ra nhanh hơn, hiệu quả xử lý ở các
nồng độ khá cao và ổn định sau thời gian xử lý là 1 ngày.
Vậy ta có thể chọn thời gian lưu nước là 1 ngày.
pH tăng ít từ 0.03 đến 0.3 đơn vị. N-NH
3
ứng



Giờ
COD
(mg/l)
Hiệu quả xử lý
H
COD
(%)
pH
N-NH
3
(mg/l)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

60.1
65.5
69.1
69.1
69.1
69.1
69.1
69.1
69.1
7.98
-
7.71
-
7.77
-
8.00
-
8.07
-
7.95
-
7.98
-
8.08
-
8.04
-
8.07
250
-

800
900
02468101214161820
Giờ
COD (mg/l)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Hiệu quả xử lý (%)
COD
Hiệu quả xử lý
pH
6.00
6.50
7.00
7.50
8.00
8.50
0 2 4 6 8 101214161820
Giờ



Chương 4 Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo ở trại Xuân Thọ III bằng quá trình
lọc sinh học kị khí 54
0
50
100
150
200
250
300
02468101214161820
Giờ
N-NH3 (mg/l)
N-NH3
Đồ thị 4.8: Sự biến đổi N-NH
3
theo

thời gian tại nồng độ COD = 600 mg/l

Nhận xét:
Hiệu quả xử lý COD khá cao, gần 70%. Trong 4 giờ đầu, COD giảm nhanh từ 776
mg/l xuống còn 311 mg/l, hiệu quả xử lý đạt 60%. Sau đó, COD giảm chậm hơn ở các giờ
tiếp theo. Sau 14 giờ lưu nước, COD chỉ còn 240 mg/l, ứng với hiệu suất xử lý là 69% và