BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRẦN THỊ THU LAN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VI SINH VẬT BẢN ĐỊA ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC
THẢI TRONG GIẾT MỔ GIA SÚC TẬP TRUNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

HÀ NỘI – 2017

i


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRẦN THỊ THU LAN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VI SINH VẬT BẢN ĐỊA ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC
THẢI TRONG GIẾT MỔ GIA SÚC TẬP TRUNG

Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
Mã số: 62420201

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
GS. TS. Nguyễn Văn Cách



i

năm 2017


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong
luận án là trung thực và chưa sử dụng để bảo vệ một học vị nào, chưa được ai công bố trong
bất kì một công trình nghiên cứu nào.
Hà nội, ngày ...........tháng ............năm 2017
Tác giả luận án

ii


MỤC LỤC
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
DANH MỤC HÌNH VẼ
DANH MỤC BẢNG
MỞ ĐẦU.....................................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .................................................................................................... 4
1.1. Hiện trạng giết mổ gia súc ................................................................................................ 4
1.1.1. Hiện trạng quy trình giết mổ và nguồn phát thải chất thải trong quá trình giết mổ gia
súc

................................................................................................................................... 4

1.1.2. Đặc tính nước thải và nguồn thải ngành giết mổ gia súc ............................................. 6

1.3.4.3. Mục tiêu phân lập chọn chủng vi sinh vật .......................................................... 29
1.3.4.4. Tổng quan về chế phẩm vi sinh .......................................................................... 31
1.3.4.5. Các nghiên cứu ứng dụng chế phẩm VSV .......................................................... 33
1.4. Định hướng nghiên cứu và phát triển giải pháp công nghệ của Luận án .................. 35
1.4.1. Cơ sở khoa học trong xây dựng hướng nghiên cứu của Luận án ............................... 35
1.4.2. Hướng phân giải protein............................................................................................. 37
1.4.3. Tổng hợp các hướng phát triển công nghệ trong luận án ........................................... 38
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU....................................... 41
2.1. Vật liệu .............................................................................................................................. 41
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................................. 41
2.1.2. Hoá chất thí nghiệm ................................................................................................... 41
2.1.3. Thiết bị phân tích........................................................................................................ 41
2.1.4. Môi trường.................................................................................................................. 42
2.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................ 42
2.2.1. Phương pháp lấy mẫu ................................................................................................. 42
2.2.2. Phương pháp xác định các chỉ tiêu trong nước .......................................................... 43
2.2.3. Phương pháp vi sinh vật ............................................................................................. 43
2.2.3.1. Phân lập............................................................................................................... 43
2.2.3.2. Phương pháp tuyển chọn ..................................................................................... 44
2.2.4. Phương pháp định danh bằng phương pháp truyền thống.......................................... 46
2.2.4.1. Thử hoạt tính catalase ......................................................................................... 46
2.2.4.2. Khả năng sử dụng một số loại đường ................................................................. 47
2.2.5. Phương pháp định danh bằng phương pháp sinh học phân tử ................................... 47
2.2.5.1. Tách DNA tổng số từ vi khuẩn ........................................................................... 47
2.2.5.2. Nhân khuyếch đại gen bằng phản ứng PCR ....................................................... 48
2.2.5.3. Tinh sạch sản phẩm PCR .................................................................................... 48
2.2.5.4. Xác định trình tự chuỗi nucleotid và so sánh tương quan trình tự gen ............... 48
2.2.6. Tạo chế phẩm ............................................................................................................. 49
2.2.6.1. Khảo sát các điều kiện lên men thu sinh khối của chủng ................................... 49
2.2.6.2. Lên mem thu sinh khối của các chủng VSV tuyển chọn để tạo chế phẩm ......... 50

3.3.1.3. Nhu cầu oxy hòa tan đến năng lực phát triển sinh khối vi sinh vật .................... 80
3.3.1.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ cấp giống đến năng lực phát triển sinh khối VSV............. 80
3.3.1.5. Trạng thái sinh trưởng và phát triển của các chủng đã tuyển chọn..................... 82
3.3.2. Tạo chế phẩm ............................................................................................................. 83
3.3.2.1. Khả năng xử lý nước thải giết mổ gia súc của các chủng tuyển chọn ................ 83
3.3.2.2. Kiểm định đặc tính chủng trong môi trường thực............................................... 86

v


3.3.3. Tạo chế phẩm vi sinh vật xử lý nước thải giết mổ gia súc ......................................... 87
3.3.3.1. Kiểm tra sự tương hỗ của các chủng vi khuẩn thí nghiệm.................................. 87
3.3.3.2. Quy trình công nghệ tạo chế phẩm vi sinh vật.................................................... 87
3.3.3.3. Sơ đồ quy trình công nghệ tạo chế phẩm vi sinh vật .......................................... 90
3.4. Thử nghiệm ứng dụng chế phẩm trong xử lý nước thải giết mổ gia súc quy mô
phòng thí nghiệm .................................................................................................................... 90
3.4.1. Thử nghiệm ứng dụng chế phẩm trong xử lý nước thải giết mổ gia súc bằng phương
pháp hiếu khí theo mẻ trên quy mô bình 5L ........................................................................ 90
3.4.1.1. Năng lực xử lý COD ........................................................................................... 91
3.4.1.2. Năng lực xử lý nitơ tổng ..................................................................................... 92
3.4.1.3. Xác định MLSS qua các mẻ xử lý ...................................................................... 94
3.4.1.4. Diến biến chất ô nhiễm theo thời gian xử lý của chế phẩm ................................ 96
3.4.2. Xử lý nước thải giết mổ bằng phương pháp hiếu khí bán liên tục quy mô 35 L........ 97
3.4.2.1. Chỉ số thể tích bùn lắng (SVI) ............................................................................ 97
3.4.2.2. Ảnh hưởng của tải lượng đến hiệu suất xử lý ..................................................... 99
3.4.2.3. Ảnh hưởng của MLSS đến hiệu suất xử lý ....................................................... 102
3.4.2.4. Đánh giá chất lượng bùn thải ............................................................................ 103
3.5. Thử nghiệm năng lực xử lý của chế phẩm ngoài hiện trường trên mô hình xử lý quy
mô pilot 20 m3/ngày .............................................................................................................. 104
3.5.1. Theo dõi giai đoạn khởi động của hệ thống ............................................................. 104

Nhu cầu oxy sinh hóa sau 5 ngày

Biochemical oxygen Demand

COD

Nhu cầu oxy hóa học

Chemical Oxygen Demand

CSGM

Cơ sở giết mổ

Cattle slaughterhouse

DO

Oxy hòa tan

Dissolved Oxygen

F/M

Thức ăn/mật độ vi sinh

Food/Microorganism

MBR


Sequencing Batch Airlift Reactor

SBR

Bể phản ứng hoạt động theo mẻ

Sequencing Batch Reactor

SS

Cặn lơ lửng

Suspended Solid

SV30

Thể tích bùn lắng sau 30 phút

SVI

Chỉ số thể tích bùn

Sludge Volume Iudex

TN

Tổng nitơ

Total nitrogen


động vật giết mổ
SWW

Nước thải lò mổ

Slaughterhouse wastewater

VSV

Vi Sinh Vật

Microorganism

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Sơ đồ minh họa quy trình giết mổ trâu, bò thủ công ............................................. 4
Hình 1.2. Sơ đồ quy trình giết mổ trâu, bò, lợn theo phương pháp bán thủ công................. 5
Hình 1.3. Biểu đồ minh họa về tỷ lệ các hệ thống xử lý nước thải ngành giết mổ gia súc xử
lý đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường .............................................................. 16
Hình 1.4. Hình ảnh minh họa nguyên lý cấu tạo và vận hành của bể tích hợp năm chức
năng ..................................................................................................................................... 19
Hình 1.5. Sơ đồ minh họa quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp bùn hoạt tính ..... 25
Hình 1.6. Sơ đồ cấu trúc vận hành của công nghệ xử lý nước thải sử dụng nhiều giải đoạn 26
Hình 1.7. Biểu đồ chi phí của hệ thống xử lý sinh học nước thải sử dụng bùn hoạt tính.... 27
Hình 1.8. Chi phí tiêu hao điện năng trong hệ thống xử lý sinh học bùn hoạt tính ............ 27
Hình 1.9. Sơ đồ chỉ nguyên lý chuyển hóa vi sinh các chất ô nhiễm trong xử lý nước thải 36
Hình 1.10. Sơ đồ chỉ tóm tắt nguyên lý quá trình ôxy hóa-khử sinh học trong xử lý nước
thải ....................................................................................................................................... 37

Hình 3.18. Biểu đồ chỉ so sánh năng lực xử lý COD của các chủng .................................. 84
Hình 3.19. Biểu đồ chỉ hiệu suất xử lý COD của các chủng ............................................... 85
Hình 3.20. Kết quả kiểm tra tính đối kháng của các chủng ................................................ 87
Hình 3.21. Sơ đồ quy trình tạo chế phẩm hoàn chỉnh ......................................................... 90
Hình 3.22. Đồ thị biểu diễn sự biến thiên COD trong các ngày thí nghiệm ...................... 91
Hình 3.23. Đồ thị chỉ sự biểu diễn biến thiên hiệu suất xử lý COD trong các ngày thí
nghiệm ................................................................................................................................. 92
Hình 3.24. Đồ thị chỉ biến thiên TN của bình bổ sung chế phẩm và bình không bổ sung chế
phẩm .................................................................................................................................... 93
Hình 3.25. Đồ thị chỉ diễn biến nitơ đầu ra NO3+NO2 và NH4 .......................................... 93
Hình 3.26. Đồ thị biểu diễn biến thiên hiệu suất xử lý TN ................................................. 94
Hình 3.27. Đồ thị chỉ biến thiên chỉ số MLSS qua các ngày thí nghiệm ............................. 95
Hình 3.28. Đồ thị biến thiên chỉ số quan trắc COD theo thời gian xử lý............................ 96
Hình 3.29. Đồ thị biến thiên của TN theo thời gian xử lý ................................................... 96
Hình 3.30. Hình ảnh minh họa của bùn lắng tại các thời điểm khác nhau ......................... 98
Hình 3.31. Đồ thị biểu diễn biến thiên COD ở các tải lượng.............................................. 99
Hình 3.32. Đồ thị chỉ ảnh hưởng tải lượng đến hiệu suất xử lý COD............................... 100
Hình 3.33. Đồ thị biểu diễn biến thiên TN và hiệu suất xử lý TN ..................................... 100
Hình 3.34. Đồ thị biểu diễn biến thiên nồng độ nitrat, nitrit, amoni trong các chế độ thí
nghiệm ............................................................................................................................... 101
Hình 3.35. Đồ thị chỉ biến thiên MLSS và hiệu suất xử lý COD ....................................... 102
Hình 3.36. Đồ thị chỉ biến thiên MLSS và hiệu suất xử lý TN ........................................... 103
Hình 3.37. Đồ thị chỉ diễn biến pH, DO trong gian đoạn khởi động hệ thống ................. 105
Hình 3.38. Đồ thị chỉ biến thiên hiệu suất xử lý COD, TN trong gian đoạn khởi động hệ
thống .................................................................................................................................. 106
Hình 3.39. Đồ thị chỉ biến thiên pH và DO trong bể tích hợp chức năng......................... 107
Hình 3.40. Đồ thị chỉ diễn biến hiệu suất xử lý COD và COD đầu ra .............................. 108
Hình 3.41. Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý T-N ................................................................ 109
Hình 3.42. Đồ thị biểu diễn các thành phần nitơ trong nước thải đầu ra ......................... 109


Theo báo cáo ngành hàng thịt năm 2014 và triển vọng năm 2015 của Agroinfo [1],
sản lượng thịt trâu hơi xuất chuồng đạt khoảng 86,9 nghìn tấn, tăng 1,6% so với năm 2013;
sản lượng thịt bò xuất chuồng đạt khoảng 292,9 nghìn tấn, tăng 2,6%; sản lượng thịt lợn
hơi xuất chuồng đạt 3,4 triệu tấn, tăng 3,1%. Mức tiêu thụ sản phẩm chăn nuôi bình
quân/người/năm 2014 ước đạt: 50,0 kg thịt hơi các loại (tăng 1,4% so 2013). Nhu cầu tiêu
thụ thịt tăng theo từng năm nên các cơ sở giết mổ cũng tăng theo thị trường. Theo Cục Thú
y, tính đến năm 2014 cả nước có 28.285 điểm GMGS, GC nhỏ lẻ. Trong đó, 12 tỉnh trọng
điểm phía bắc (tổng cộng 11.544 cơ sở, điểm giết mổ), mới chỉ có 59 cơ sở giết mổ tập
trung (chiếm 0,51%) [1]. Thực trạng hoạt động giết mổ gia súc gia cầm ở Việt Nam hiện
nay đang diễn ra ở mức báo động về ô nhiễm môi trường, vệ sinh thú y và an toàn thực
phẩm. Tại các cơ sở giết mổ tập trung, tuy đã xây dựng hệ thống xử lý chất thải; Nhưng
chất lượng kiểm soát an toàn vệ sinh môi trường tại nhiều cơ sở vẫn chưa đạt yêu cầu, nhất
là về tiếng ồn, ô nhiễm mùi và nguồn nước thải. Các điểm giết mổ nhỏ lẻ chủ yếu nằm
trong các khu dân cư thường được hình thành và phát triển một cách tự phát; Cơ sở vật
chất được đầu tư rất giản đơn, đến mức hầu như không có nơi dành riêng cho từng công
đoạn, không tách biệt giữa khu sạch và khu bẩn. Các loại chất thải như phân, nước, phụ
phẩm xả tràn lan khi giết mổ hoặc thải trực tiếp xuống sông, cống rãnh thoát nước trong
khu dân cư, gây ô nhiễm môi trường khu vực nghiêm trọng. Các lò giết mổ tại nông thôn
và các thị trấn hay thành phố nhỏ thường có quy mô nhỏ và hầu như không có hệ thống xử
lý (một số các lò giết mổ ở nông thôn xây dựng bể tự hoại hay hầm biogas để xử lý các
chất thải rắn, lỏng này, song số các cơ sở có xây dựng có các hệ thống xử lý đơn giản này
là rất ít, mà hầu hết lượng chất thải rắn, lỏng giết mổ đều được thải trực tiếp ra mương, ao
hay đường đi gây mất vệ sinh và ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước của người dân xung
quanh.
Nước thải và chất thải rắn giết mổ có hàm lượng lớn chất hữu cơ, với điển hình là
chỉ số ô nhiễm nitơ cao, cùng với một số lượng vi khuẩn gây bệnh cao... Do đó, thực trạng
xả thải nước thải giết mổ gia súc gia cầm trực tiếp ra môi trường đã gây các tác động xấu
tới môi trường xung quanh và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người.
Hệ thống đường ống có thể thu gom các chất thải từ các lò giết mổ đưa tới các nhà
máy xử lý tập trung là không có vì tính chất các cơ sở giết mổ nằm giải rác các vùng. Bởi

Thử nghiệm xây dựng quy trình công nghệ trong xử lý nước thải giết mổ gia súc có

thu bùn hoạt tính cho mục tiêu tái chế phục vụ nông nghiệp.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
-

Nước thải giết mổ gia súc: nước thải giết mổ lợn và giết mổ trâu bò.

-

Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải giết mổ gia súc của chế phẩm trên quy mô
phòng thí nghiệm và quy mô hiện trường 20 m3/ngày.
Nội dung nghiên cứu:

-

Đánh giá chất lượng nước thải của một số cơ sở giết mổ gia súc ở khu vực Hà Nội.

-

Phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật có hoạt tính sinh học phù hợp, an toàn
và có năng lực ứng dụng trong xử lý nước thải giết mổ gia súc.

-

Nghiên cứu điều kiện lên men và tạo chế phẩm vi sinh vật từ các chủng vi sinh vật
đã tuyển chọn.

2


polymer và thí nghiệm đã chỉ ra trong thời gian lưu nước 1 ngày thì polymer được xử lý và
kéo theo bùn hoạt tính là 96% , mà không cần trải qua giai đoạn thủy phân.
3. Đã ứng dụng chế phẩm vi sinh tạo ra vào bể tích hợp trong xử lý nước thải giết mổ
gia súc quy mô 20 m3/ngày và rút ngắn thời gian khởi động của hệ thống xuống mức 20
ngày, tăng hiệu suất xử lý COD và TN. Hiệu suất xử lý COD đạt 95 -98%, TN đạt 83-93%,
chất lượng nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải loại B, theo QCVN 40:2011/BTNMT.

3


1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Hiện trạng giết mổ gia súc
1.1.1 Hiện trạng quy trình giết mổ và nguồn phát thải chất thải trong quá
trình giết mổ gia súc
Hiện tại ở Việt Nam đang tồn tại đồng thời 2 kiểu giết mổ là giết mổ thủ công
(dạng phân tán hay tập trung) và giết mổ quy mô công nghiệp. Đối với các cơ sở giết mổ
tập trung, gia súc được tập trung và giết mổ tại cơ sở này sau đó mang sản phẩm đi tiêu
thụ. Quy trình giết mổ tại các cơ sở tập trung này thường là giết mổ có tính thủ công (cơ sở
giết mổ tập trung cho các hộ gia đình thuê địa điểm để giết mổ) và số lượng gia súc giết
mổ đối với từng hộ gia đình là không nhiều.
Quy trình giết mổ trâu, bò tại các cơ sở giết mổ tập trung phương pháp thủ công
được minh họa trong hình 1.1
Trâu bò
đang sống
Thu mua

Nước

Giết mổ



Hình 1.1. Sơ đồ minh họa quy trình giết mổ trâu, bò thủ công [12]

Trâu, bò được thu mua từ nhiều nguồn, sau đó nhốt tạm trước khi giết mổ. Thông
thường thời gian giết mổ diễn ra vào ban đêm. Quá trình giết mổ được các thợ lò mổ thực

4


hiện ngay trên sàn xi măng qua các công đoạn: làm ngất trâu, bò; dội rửa sạch bằng nước
giếng khoan; cắt dời chân; lột da; lấy tiết khỏi ổ bụng; dóc – tách riêng thịt và xương; nội
tạng được chuyển đến khu riêng để làm sạch. Sau đó, phân loại ra ba nhóm chính: (i) thịt
được lọc riêng: mang đi tiêu thụ trực tiếp; (ii) xương: dùng làm nguyên liệu sản xuất độ mỹ
nghệ và một phần được cung cấp cho các nhà hàng, hoặc sản xuất thức ăn cho lợn, gà,...;
(iii) da: ngâm vôi, ngâm muối, sau đó đem bán cho các cơ sở có nhu cầu. Nội tạng được
làm sạch và bán, một phần lòng không ăn được có cơ sở thu mua riêng và sử dụng vào mục
đích tái chế thức ăn gia súc, thức ăn cho cá.
Quy trình giết mổ gia súc đang được áp dụng tại các cơ sở giết mổ tập trung thủ
công được thể hiện trên hình 1.2. Nguồn phát sinh xả thải của từng khâu trong quá trình
giết mổ được thể hiện trên hình 1.2.

Hình 1.2. Sơ đồ quy trình giết mổ trâu, bò, lợn theo phương pháp bán thủ công [12]

5


Các nguồn phát sinh nước thải trong hoạt động giết mổ gia súc: nước rửa chuồng
nhốt tạm, nước nóng cạo lông, nước làm nội tạng và nước rửa thịt, nước rửa sàn [31, 46,
82]. Lượng nước dùng cho quá trình giết mổ phụ thuộc vào đối tượng giết mổ, phương
pháp giết mổ và lượng nước sử dùng dao động từ 1- 8,3 m3 [35,38,92,83] và lượng nước sử

6


chiếm khoảng 6% trọng lượng sống của cơ thể (tính trung bình khoảng 6 kg/1 con lợn cân
nặng 100 kg) [69,3,47]. Như vậy khâu làm lòng thải một lượng lớn chất thải rắn, ở khâu
này chủ yếu là phân và thức ăn trong dạ dày do đó tách chất thải rắng riêng ở khâu này
cũng rất quan trọng, giúp giảm tải chất ô nhiễm cho quá trình xử lý nước thải và cũng có
thể tái sử dụng chất thải rắn, lơ lửng cho ao nuôi cá hoặc làm phụ phẩm phục vụ cho nông
nghiêp [34, 38, 21].
Theo số liệu điều tra của Cục Thú y (năm 2009, có khoảng 50 đến 78% các cơ sở
giết mổ có hệ thống xử lý nước thải nhưng rất đơn giản, hiệu quả xử lý thấp (trong thực tế,
nên gọi đây là các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường có lẽ chính xác hơn. Nước thải
giết mổ gia súc chứa nhiều loại vi trùng, virus, trứng ấu trùng giun sán gây bệnh dễ lan
truyền thành dịch do tập tục ăn ốc, nghêu, rau sống... Các vi trùng có thể kể đến như
Brecella, Samonella, Leptospira, Nitrobacteria Tuberculosis,...; virus gây lở mồm long
móng ; trứng giun sán ; nấm gây bệnh như Candida allican, Tricophytin sống trong nước
và gây bệnh cho người. Kết quả điều tra, tổng hợp thông tin hiện trạng áp dụng công nghệ
xử lý nước thải của nhóm thực hiện đề tài khi điều tra, khảo sát năm 2010 và 2011 thấp
hơn tỷ lệ này). Đối với các cơ sở giết mổ nhỏ ở nông thôn diện tích đất rộng thường làm hệ
thống xử lý tự chảy qua hầm kỵ khí (kiểu hầm tự hoại) hoặc túi biogas. Nước thải sau xử lý
chảy ra hồ tự thấm. Nhiều chủ cơ sở không nhận thức được sự nguy hại của chất thải lò
mổ, chỉ xây hệ thống xử lý chất thải để đối phó, không vận hành, không kiểm tra, không tu
bổ, sửa chữa. Kết quả phân tích 180 mẫu nước thải do Cục Thú y thực hiện cho thấy các
chỉ tiêu như Coliform, E.coli, Clostridium,... đều vượt giới hạn cho phép, trên 30% số mẫu
phát hiện Salmonella (+). Toàn bộ 100% mẫu nước thải đều không đạt quy chuẩn kỹ thuật
quốc gia về môi trường (cột B) đối với các chỉ tiêu cơ bản như COD, BOD, SS, nitơ tổng
số, phospho tổng số. Lượng gây ô nhiễm cao gấp nhiều lần so với quy chuẩn cho phép.
Phần lớn các cơ sở, điểm giết mổ nhỏ lẻ không được kiểm soát thú y, không được hướng
dẫn giám sát, xử lý chất thải do đó gây ô nhiễm môi trường rất lớn. Lượng COD, BOD, số
lượng vi sinh vật gây bệnh trong chất thải lò mổ cao không chỉ làm giảm khả năng tự làm

(2008) [24]
Budiyono và cộng sự
(2011) [34]

BOD5
mg/L

7,1

COD
mg/L

SS
mg/L

TN
mg/L

N-NH4
mg/L

Protein
mg/L

11.500

2.658

735


46,5

7,2

6.000

12.975

3.550

381

221,5

7,2

2.250

4.175

1.300

120

-

1,873±
421

3,756

Phú
(Huế) (3)

QCVN
40:2011/BTN
MT (cột B)

-

150

Độ màu

Pt-Co

-

pH

Pt-Co

7,2 ± 0,04

6,4

6,5 - 8,0

5,5 - 9

TSS

12,26

600

925 1156

50

TN

mg/l

143,5 ± 8,0

63,3

168 - 172

40

TP

mg/l

24,4 ± 1,69

6,1

-


-

Tổng
dầu mỡ
khoáng

mg/l

-

-

10

Coliform

vi
khuẩn/100
ml

-

-

5000

4,6.108

8


protein là chủ yếu. Do đó nhu cầu cấp thiết phải có giải pháp công nghệ để xử lý nước thải
giết mổ gia súc. Với đặc trưng của nước thải giết mổ gia súc sẽ áp dụng công nghệ sinh
học để xử lý nước thải là phù hợp nhất và có tính thực tiễn cao.

1.2 Các công nghệ xử lý nước thải giết mổ
1.2.1 Phương pháp cơ học và hóa lý
1.2.1.1 Phương pháp cơ học
Phương pháp này, mục đích là tách cặn rắn ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng cách
thu gom, lắng cặn. Có thể dùng song chắn rác, bể lắng...để loại bỏ cặn dễ lắng tạo điều
kiện xử lý và giảm thể tích khối các công trình phía sau. Sau khi tách cặn nước thải được

9


đưa vào các công trình xử lý phía sau, còn chất rắn tách được có thể đem đi làm thức ăn
cho cá hoặc ủ để làm phân bón.
1.2.1.2 Phương pháp hóa lý
Mục đích của phương pháp này là: sau khi xử lý cơ học, nước thải còn chứa nhiều
chất hữu cơ và vô cơ dưới dạng các hạt có kích thước nhỏ, khó lắng, khó có thể tách ra
được bằng các phương pháp cơ học vì tốn nhiều thời gian và hiệu quả không cao. Nhưng
có thể áp dụng phương pháp keo tụ để loại bỏ chúng. Các chất kẹo tụ thường sử dụng là
phèn nhôm, phèn sắt, phèn bùn... kết hợp với sử dụng polymer trợ keo tụ để tăng hiệu quả
quá trình keo tụ. Phương pháp này có thể làm giảm 90% TSS. Phương pháp này chỉ có thể
giảm được TSS và kéo theo các chỉ số ô nhiễm khác giảm nhưng hiệu quả không cao và
không thể thay thế các công nghệ khác mà chỉ làm bổ trợ cho các công nghệ phía sau.
1.2.2 Phương pháp sinh học
1.2.2.1 Phương pháp sinh học kị khí
Khai thác năng lực chuyển hóa trao đổi chất các vi sinh vật kỵ khí và vi sinh vật hô
hấp tuỳ nghi để phân huỷ các chất hữu cơ ô nhiễm, trong điều kiện không có oxy hoà tan.
Các công nghệ xử lý kỵ khí đang áp dụng:

với giá trị COD ban đầu [48] ;

-

Chi phí xử lý thấp (không phải cung cấp oxy như quá trình xử lý hiếu khí);

-

Tạo ra một nguồn năng lượng mới có thể sử dụng ( khí sinh học- Biogas);

-

Hệ thống công trình xử lý đa dạng: UASB, lọc kỵ khí, kỵ khí xáo trộn hoàn toàn,
kỵ khí tiếp xúc...
Nhược điểm của phương pháp kị khí:

-

Nhạy cảm với môi trường (nhiệt độ, pH, nồng độ kim loại nặng...);

-

Phát sinh mùi, thu khí không triệt để và tiền ẩn nguy cơ ô nhiễm môi trường dài

hạn, do lượng nhất định CH4 hòa tan trong nước thải sau biogas thất thoát ra ngoài môi
trường gây hiệu ứng nhà kính (ảnh hưởng của khí mêtan đến hiệu ứng nhà kính lớn gấp 23
lần so với khí CO2 [63]);
-

Tốc độ phát triển sinh khối chậm. Thời gian khởi động hệ thống kéo dài;


Trong phản ứng trên CxHyOzN là tất cả các chất hữu cơ của nước thải, còn
C5H7NO2 là công thức theo tỷ lệ trung bình các nguyên tố chính trong tế bào vi sinh vật,
∆H là năng lượng. Phản ứng (1) là phản ứng oxy hóa các chất hữu cơ để đáp ứng nhu cầu
năng lượng của tế bào, phản ứng (2) là phản ứng tổng hợp để xây dựng tế bào [8, 18, 6].
Dưới tác nhân là vi sinh vật, sản phẩm cuối cùng của quá trình xử lý hiếu khí là
sinh khối tế bào, CO2 và H2O [29][28]; Như vậy, với các cấu tử cơ chất ô nhiễm đơn giản
như các loại đường chuyển hóa sinh học hiếu khí có năng lực chỉ qua chuyển hóa một bậc
đã có thể tạo ra sản phẩm tái chế, dưới dạng sinh khối vi sinh vật và đủ khép kín vòng tuần
hoàn cân bằng bền vững CO2 trong thiên nhiên (cây hút CO2 từ khí quyển tổng hợp nên
chất hữu cơ... sau đó, phần chất hữu cơ ô nhiễm nếu được chuyển hóa vi sinh hiếu khí một
bậc đã quay trở lại thành CO2). Năng lực chuyển hóa vi sinh các chất hữu cơ thành sinh
khối vi sinh vật trong điều kiện xử lý hiếu khí thường có thể đạt tới 48% so với giá trị
COD ban đầu [48] và có thể lên đến 67% nếu tải lượng xử lý lớn, với một số chủng vi sinh
vật và trong điều kiện tải lượng chất hữu cơ đưa vào lớn và sinh khối có thể lên 67% [50].
Lượng sinh khối này, nếu tách phân ly thu được sẽ là một sản phẩm tái chế giá trị; Tuy
nhiên, nếu không loại được ra khỏi hệ thống xử lý thì khi hết nguồn thức ăn tương ứng, các
vi sinh vật già sẽ bị chết đi và lại trở thành nguồn cơ chất hữu cơ thứ cấp, cho các chuyển
hóa vi sinh kế tiếp (gây tái ô nhiễm và làm chậm quá trình giảm tải trọng hữu cơ xử lý)...
và cuối cùng sẽ chuyển hóa hết thành CO2, H2O.
Phương pháp hiếu khí: Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều
kiện cung cấp oxy liên tục. Các công nghệ hiếu khí hay áp dụng:
-

Hồ sinh học hiếu khí: Các quá trình diễn ra trong hồ sinh học tương như quá trình

tự làm sạch ở sông hồ nhưng tốc độ nhanh hơn và hiệu quả cao hơn.
-

Lọc sinh học: Sử dụng hệ vi sinh vật dính bám trên các vật liệu lọc để xử lý các

hiệu quả khử chất hữu cơ đạt đến 90% so với các công nghệ chỉ có UASB 1 bậc hoặc 2
bậc. Bước DAF có thể làm 50% nồng độ các chất ô nhiễm loại bỏ phần lớn SS, dầu và mỡ.
Bước xử lý kỵ khí (UASB) xử lý được hữu cơ ở tải lượng cao. Theo nghiên cứu của
Sindhu và Meera xử lý nước thải giết mổ bằng phương pháp kị khí và xử lý với tải lượng
COD từ 4- 5 kg/m3/ngày, hiệu suất xử lý COD, TSS, N-NH4, TP đạt khoảng 88%, 85 98%, 30%, 15% và thời gian lưu nước là 24 giờ [85]. Nghiên cứu của Rajakamar và cộng
sự là công nghệ lọc kị khí với dòng chảy lên nhỏ. Nhóm nghiên cứu này cũng đưa ra kết
quả xử lý COD đạt 70 – 79% ở tại lượng COD 10,05 kg/m3/ngày và thời gian lưu nước 12
giờ [77]. Tuy nhiên, với các công nghệ xử lý như trên COD, nitơ và photpho còn cao, cần
có các bước xử lý tiếp theo để xử lý triệt để phần chất hữu cơ còn lại cũng như các chỉ tiêu
nitơ và photpho.
Cũng tại Canada, Weihua Cao[40] đã sử dụng quá trình phân hủy kỵ khí với thiết bị
có vách ngăn (ABR) kết hợp ôxy hóa bằng UV/H2O2 đối với nước thải có hàm lượng tổng

13