BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP Đề tài: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỐNG CHỊU VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN CỦA CÂY THỦY TRÚC Giảng viên hướng dẫn : NCS.Ths Vũ Thị Nguyệt Sinh viên thực : Nguyễn Thế Hải Lớp : 11-01 HÀ NỘI-2015 Khóa luận Tốt nghiệp Nguyễn Thế Hải LỜI CẢM ƠN Để đạt kết đáng khích lệ thời gian thực tập tốt nghiệp vừa qua, trước tiên em xin chân thành cảm ơn Các thầy cô giáo trường Viện Đại học Mở Hà Nội tận tình truyền đạt kiến thức kiến thức chuyên môn giúp em có kỹ để phục vụ cho trình thực tập trình làm việc sau Em xin chân thành cảm ơn Viện Công nghệ Môi trường-Viện Hàn lâm Khoa học Công Nghệ Việt Nam giúp em có môi trường thực tập tốt Xin cảm ơn ThS.Vũ Thị Nguyệt, ThS.Nguyễn Trung Kiên cán phòng Thủy sinh học Môi trường quan tâm, tận tình giúp đỡ nhiệt tình hướng dẫn em suốt thời gian em thực báo cáo Em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè động viên tạo điều kiện tốt cho em nhiều Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2015 Sinh viên Nguyễn Thế Hải Khoa Công nghệ Sinh học 1101 Khóa luận Tốt nghiệp Nguyễn Thế Hải MỤC LỤC MỞ ĐẦU PHẦN 1.TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Nghiên cứu công nghệ sinh thái xử lý nước thải 1.2 Hiện trạng nước thải chăn nuôi lợn 10 1.3 Tình hình nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi lợn nước 14 1.4.Tình hình nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi lợn Việt Nam 15 PHẦN ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 Đối tượng nghiên cứu 17 2.1.1 Cây Thủy Trúc 17 2.1.2 Nước thải chăn nuôi lợn 17 2.2 Phương pháp phân tích 18 2.2.1 Xác định NH4+ (mg/l) 18 2.2.2 Xác định NO3- (mg/l) 18 2.2.3.Xác định NO2− (mg/l) 19 2.2.4.Xác định PO43- (mg/l) 19 2.2.5.Xác định P tổng (mg/l) 19 2.2.6 Nhu cầu ôxy hóa học (COD) 19 2.2.7.Xác định TSS 19 2.3 Phương pháp bố trí đánh giá thí nghiệm 20 2.3.1 Thí nghiệm nghiên cứu khả chống chịu pH, COD, NH4+, NO3−của Thủy Trúc 20 2.3.2 Thí nghiệm loại bỏ yếu tố ô nhiễm Thủy Trúc môi trường nước thải chăn nuôi lợn 23 PHẦN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 24 3.1 Nghiên cứu khả chống chịu pH, COD, NH4+, NO3− Thủy Trúc 24 3.1.1 Khả chống chịu pH: 24 3.1.2 Khả chống chịu COD 25 3.1.3 Khả chống chịu NH4+ 26 3.1.4 Khả chống chịu NO3− 28 3.2 Khả loại bỏ số yếu tố ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn Thủy Trúc thí nghiệm theo mẻ 29 3.2.1 Khả loại bỏ COD 29 3.2.2 Khả loại bỏ NH4+ 31 3.2.3 Khả loại bỏ T-N.3 32 3.2.4.Khả loại bỏ NO3− 34 3.2.5.Khả loại bỏ PO43- 35 3.2.6 Khả loại bỏ T-P 37 3.2.7 Khả loại bỏ TSS 38 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 Khoa Công nghệ Sinh học 1101 Khóa luận Tốt nghiệp Nguyễn Thế Hải TỪ VIẾT TẮT • TVTS: Thực Vật Thủy Sinh • VSV: Vi Sinh Vật • TN: Thí Nghiệm • ĐC: Đối Chứng • ĐV: Đầu Vào • TT: Thủy Trúc • CT: Công Thức Khoa Công nghệ Sinh học 1101 Khóa luận Tốt nghiệp Nguyễn Thế Hải DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các vai trò TVTS xử lý nước Bảng 1.2 Số lượng trang trại chăn nuôi tính đến hết năm 2006 10 Bảng 1.3 Tốc độ tăng trưởng nông nghiệp hàng năm 11 Bảng 1.4 Chất lượng nước thải theo điều tra trại chăn nuôi tập trung 14 Bảng 2.1 Thành phần môi trường thủy canh cho 21 Bảng 3.1 Ảnh hưởng pH đến sinh trưởng Thủy Trúc 24 Bảng 3.2 Sinh trưởng Thủy Trúc môi trường có hàm lượng COD khác 25 Bảng 3.3 Sinh trưởng Thủy Trúc môi trường có hàm lượng NH4+ khác 27 Bảng 3.4 Sinh trưởng Thủy Trúc môi trường có hàm lượng NO3− khác 28 Bảng 3.5 Khả loại bỏ COD Thủy Trúc TN theo mẻ 29 Bảng 3.6 Khả loại bỏ NH4+ Thủy Trúc TN theo mẻ 31 Bảng 3.7 Khả loại bỏ T-N Thủy Trúc TN theo mẻ 33 Bảng 3.8 Khả loại bỏ NO3− Thủy Trúc TN theo mẻ 34 Bảng 3.9 Khả loại bỏ PO43- Thủy Trúc TN theo mẻ 36 Bảng 3.10 Khả loại bỏ T-P Thủy Trúc TN theo mẻ 37 Bảng 3.11 Khả loại bỏ TSS Thủy Trúc TN theo mẻ 38 Khoa Công nghệ Sinh học 1101 Khóa luận Tốt nghiệp Nguyễn Thế Hải DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm số đầu 12 Hình 2.1 Cây Thủy Trúc 17 Hình 3.1 Ảnh hưởng pH đến sinh trưởng Thủy Trúc 25 Hình 3.2 Ảnh hưởng COD đến sinh trưởng Thủy Trúc 26 Hình 3.3 Ảnh hưởng NH4+ đến sinh trưởng Thủy Trúc 27 Hình 3.4 Ảnh hưởng NO3- đến sinh trưởng Thủy Trúc 28 Hình 3.5 Khả loại bỏ COD Thủy Trúc TN theo mẻ 30 Hình 3.6 Khả loại bỏ NH4+ Thủy Trúc TN theo mẻ 32 Hình 3.7 Khả loại bỏ T-N Thủy Trúc TN theo mẻ 33 Hình 3.8 Khả loại bỏ NO3− Thủy Trúc TN theo mẻ 35 Hình 3.9 Khả loại bỏ PO43-của Thủy Trúc TN theo mẻ 37 Hình 3.10 Khả loại bỏ T-P Thủy Trúc TN theo mẻ 38 Hình 3.11 Khả loại bỏ TSS Thủy Trúc TN theo mẻ 39 Khoa Công nghệ Sinh học 1101 MỞ ĐẦU Ngành chăn nuôi Việt Nam ngành sản xuất quan trọng, năm gần phát triển với tốc độ nhanh đồng thời gây ô nhiễm nặng cho môi trường Chăn nuôi Việt Nam chủ yếu trang trại với mức tập trung cao, biện pháp xử lý chất thải có mức độ ô nhiễm phù hợp Trong chăn nuôi lợn, bò gia cầm, chăn nuôi lợn có mức độ ô nhiễm cao Nước thải chăn nuôi không xử lý gây ô nhiễm nặng nề môi trường xung quanh, đặc biệt tiêu vi sinh vật Trong điều kiện Việt Nam, hầu hết hộ chăn nuôi để nước thải chảy tự môi trường xung quanh gây mùi hôi thối nồng nặc, đặc biệt vào ngày oi Nồng độ khí H2S NH3 cao mức cho phép khoảng 30-40 lần Tổng số VSV bào tử nấm cao mức cho phép nhiều lần Ngoài nước thải chăn nuôi có chứa coliform, E.coli, COD , trứng giun sán cao nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép Việc kiểm soát xử lý nước thải chăn nuôi nội dung cấp bách cần quan tâm để hạn chế ô nhiễm môi trường, bảo vệ sức khỏe người, không kìm hãm phát triển ngành Các phương pháp vi sinh có vai trò quan trọng xử lý ô nhiễm nước thải chăn nuôi, làm giảm ô nhiễm nước sau xử lý chưa đạt yêu cầu xả thải, hàm lượng chất hữu cơ, N P cao nguyên nhân gây tượng phú dưỡng sông, hồ Để xử lý bổ sung nitơ phôtpho trước thải vào nguồn tiếp nhận, công nghệ sinh thái sử dụng TVTS cho có nhiều ưu điểm so với hệ thống xử lý nước thải thông thường Đây phương pháp xử lý thân thiện môi trường, tương đối rẻ tiền, dễ vận hành, đồng thời hiệu Để xử lý nước thải chăn nuôi lợn, có nhiều loại thực vật thủy sinh sử dụng như: Bèo tây, bèo cái, cải xoong, rau ngổ, rau muống, sậy, cỏ Vetiven, …Thuỷ trúc loại thực vật thủy sinh phù hợp với việc trồng môi trường nước thải chăn nuôi lợn Để đánh giá vai trò thuỷ trúc xử lý nước ô nhiễm khả sử dụng loại thực vật xử lý nước thải chăn nuôi lợn giải pháp thân thiện với môi trường, thực đề tài: “Đánh giá khả chống chịu xử lý nước thải chăn nuôi lợn thủy trúc” nhằm mục đích lựa chọn công nghệ tốt để xử lý triệt để chất thải lỏng trình chăn nuôi lợn Việt Nam Khoa Công nghệ Sinh học 1101 PHẦN 1.TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Nghiên cứu công nghệ sinh thái xử lý nước thải Trong vài thập kỷ gần đây, với phát triển nhanh chóng đất nước, ngành chăn nuôi gia súc Việt Nam có tiến không ngừng số lượng trại chăn nuôi, chủng loại sản phẩm chất lượng ngày cải thiện, đóng vai trò đáng kể kinh tế quốc dân Bên cạnh tích cực ngành chăn nuôi mang lại phải kể đến tác động tiêu cực chất thải chăn nuôi thải ngày nhiều Vấn đề xả thải phân chuồng có ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn nước, môi trường đất, kể môi trường không khí sức khỏe người, cảnh quan thiên nhiên Hầu hết trang trại chăn nuôi chưa có hệ thống xử lý hệ thống xử lý sơ sài, khả đầu tư vào hệ thống xử lý hạn chế Vì vậy, đòi hỏi phải có phương pháp thích hợp, hiệu xử lý cao Công nghệ sinh thái tập hợp ngành khoa học công nghệ (sinh học phân tử, di truyền học, vi sinh vật học, sinh hóa học, thống kê sinh học, tin học ứng dụng, v.v ) nhằm tạo quy trình công nghệ khai thác quy mô công nghiệp để sản xuất sản phẩm có giá trị phục vụ đời sống, phát triển kinh tế xã hội bảo vệ môi trường Ứng dụng công nghệ sinh thái vào việc xử lý chất thải chăn nuôi phương pháp có nhiều hứa hẹn mang lại hiệu tích cực Đặc biệt , phương pháp ứng dụng nhiều tỉnh miền tây Nam Bộ Sở dĩ phương pháp ngày quan tâm có nhiều ưu điểm trội so với phương pháp khác như: tính gần gũi với tự nhiên, thiết kế đơn giản, tạo ô nhiễm thứ cấp, hiệu kinh tế tận dụng nguồn tài nguyên sẵn có tạo sản phẩm phụ hữu ích Việc nghiên cứu “Ứng dụng công nghệ sinh thái trang trại chăn nuôi heo” nhằm mang lại môi trường, sức khoẻ người đồng thời góp phần nâng cao hiệu kinh tế cho trang trại.Hiện công nghệ sinh thái sử dụng thực vật thủy sinh việc xử lý nước thải nghiên cứu phát triển đưa vào sử dụng ngày phổ biến Khoa Công nghệ Sinh học 1101 Vai trò thực vật thủy sinh (TVTS) việc xử lý nước thải TVTS loài thực vật sống môi trường nước, bao gồm loài thể ngập hoàn toàn nước, loài ngập phần thể TVTS làm giảm thiểu nồng độ số kim loại nặng nguy hiểm mà có khả hấp thu chất hữu hiệu TVTS hút, giữ, hấp thụ chất hữu qua phần toàn thể thân, lá, rễ chúng Việc sử dụng TVTS xử lý nước thải sinh hoạt nước thải công nghiệp đề xuất Boyd (1968), Wolverton Mc Donald (1979), Paverly (1983), Oron et al (1986), Sutton Orones (1975), Reddy (1983), Shukla Tripathi et al (1990) [1] Do sống môi trường nước, TVTS có đặc điểm thích nghi hình thái cấu tạo phương thức sống TVTS có số lượng loài lớn tăng nhanh sinh khối nên nhiều loài khai thác, phục vụ cho đời sống Nhiều loài rong làm thức ăn cho gia súc, gia cầm, làm nguyên liệu cho công nghiệp rong câu, rong mơ…, làm cảnh, làm thức ăn cho cá, cho chim nơi cư trú đẻ trứng cho nhiều loài động vật thuỷ sinh Ngoài ra, TVTS có vai trò quan trọng xử lý nước thải, tăng khả tự làm thuỷ vực Vai trò xử lý nước thải TVTS thể khía cạnh sau: • Trao đổi khí: TVTS có đặc điểm thích nghi hình thái với phát triển nước, đặc biệt chúng có lỗ khí giúp cho vận chuyển O2 vào rễ bầu rễ Sự vận chuyển O2 vào thân giúp cho hô hấp mô đồng thời cung cấp cho đới rễ thoát khí O2 Chính nhờ thoát khí O2 từ rễ làm tăng điều kiện O2 hoá lớp kỵ khí, kích thích phân huỷ hiếu khí vật chất hữu tăng trưởng vi khuẩn Nitrat hoá.Sự vận chuyển khí TVTS xảy khuếch tán chênh lệch nồng độ hay áp suất lỗ khí Các khí vận chuyển từ nơi có nồng độ cao áp suất cao đến nơi có nồng độ thấp áp suất thấp • Các hiệu vật lý: Hiệu quan trọng TVTS trình xử lý nước thải hiệu vật lý: điều chỉnh xói mòn, hiệu qủa lọc, cung cấp vùng bề mặt cho vi khuẩn bám Khoa Công nghệ Sinh học 1101 dính Sự trao đổi chất TVTS (hấp thụ, thải O2…) có ảnh hưởng tới trình xử lý tuỳ thuộc vào mô hình thiết kế khác Trong đất ngập nước, chúng phân bố lại giảm tốc độ luồng không khí mặt nước Điều tạo điều kiện tốt cho lắng đọng chất rắn lơ lửng, giảm xói mòn, tăng thời gian tiếp xúc nước vùng bề mặt Ngoài ra, hệ rễ TVTS phát triển chúng ngăn chặn tắc nghẽn lớp lọc, ánh sáng bị suy giảm chiếu qua lớp phủ thực vật, điều cản trở sinh sản tảo Vào mùa đông, lớp phủ thực vật có vai trò cách nhiệt khí với vùng đất bên dưới, giữ cho đất không bị sương giá TVTS phát triển ảnh hưởng tới tính dẫn nước đất, rễ xáo trộn làm xốp đất, làm ổn định tính dẫn nước đất • Nơi cư trú cho sinh vật: TVTS có chức khác cung cấp nơi sống cho vi sinh vật TVTS cung cấp vùng bề mặt lớn cho vi sinh vật bám dính phát triển, phần thân TVTS chìm nước tạo vùng bề mặt lớn cho sinh vật Các nhóm tảo quang hợp dày đặc vi khuẩn động vật đơn bào xâm chiếm mô thực vật Tương tự vậy, rễ chìm đất cung cấp bề mặt cho vi khuẩn bám dính vật rắn chìm nước chịu trách nhiệm chủ yếu cho trình vi sinh xảy hệ thống đất ngập nước • Hấp thụ chất dinh dưỡng: TVTS đòi hỏi chất dinh dưỡng cho sinh trưởng phát triển, chúng hấp thụ chất dinh dưỡng thông qua rễ thông qua phần thân chìm nước Chất dinh dưỡng loại bỏ khỏi hệ thống nhờ thu hoạch sinh khối Nếu không thu hoạch sinh khối, lượng chủ yếu chất dinh dưỡng mô thực vật bị phân huỷ quay trở lại hệ thống • Diệt vi khuẩn: Rễ TVTS sinh số chất, đặc biệt có thải O2 vào tầng rễ có tác động tới chu trình sinh hoá trầm tích Người ta định tính điều nhờ vào việc nhận biết màu đỏ liên quan dến dạng Oxit sắt bề mặt rễ Một số loài TVTS sinh chất kháng sinh từ rễ Do đó, vi khuẩn ô nhiễm nước bị biến sau cho qua hệ thống trồng loại thực vật Khoa Công nghệ Sinh học 1101 3.1.4 Khả chống chịu NO3− Kết nghiên cứu khả chống chịu NO3− Thủy Trúc trình bà0y bảng hình sau: Bảng 3.4 Sinh trưởng Thủy Trúc môi trường có hàm lượng NO3− khác Sinh khối (mg/l) NO3- Sinhtrưởng sinh Ban đầu kết thúc khối(mg/l) tỷ lệ (%) ĐC 104,615 107,95 3,33 3,19 NO3- 100 (mg/l) 95,83 110,4 14,57 15,20 NO3- 150(mg/l) 80,53 95 14,48 17,98 NO3- 200 (mg/l) 108,18 118,00 9,82 9,08 NO3- 250 (mg/l) 103,72 104,15 0,43 0,41 NO3- 300 (mg/l) 123,60 123,70 0,11 0,08 Hình 3.4 Ảnh hưởng NO3- đến sinh trưởng Thủy Trúc Qua bảng 3.4 hình 3.4 thấy lượng sinh khối Thủy Trúc xô có hàm lượng NO3− 100 mg/l, 150 mg/l 200 mg/l tăng mạnh Ở xô NO3− 100 mg/l 14,57 g tăng tương ứng tăng 15,20%.Ở xô NO3− 150 mg/l tăng 14,48 tương ứng 17,98%.Ở xô NO3− 200 mg/l tăng 9,82g tương ứng tăng 9,08% Còn chậu có NO3− Khoa Công nghệ Sinh học 1101 250 mg/l 300 mg/l lượng sinh khối tăng phát triển chậm.Nồng độ NO3− cao kìm hãm phát triển Thủy Trúc khoảng nồng độ 250mg/l tới 300mg/l.Từ kết ta thấy Thủy Trúc phát triển tốt chống chịu nồng độ NO3− 100mg/l tới 200mg/l 3.2 Khả loại bỏ số yếu tố ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn Thủy Trúc thí nghiệm theo mẻ 3.2.1 Khả loại bỏ COD Bảng 3.5 Khả loại bỏ COD Thủy Trúc TN theo mẻ COD 250 mg/l Thời gian (ngày) ĐC % loại bỏ TT % loại bỏ ĐV 253,58 166,32 34,41 143,39 43,45 14 132,82 47,62 90,64 64,26 21 128,82 49,20 75,37 70,28 28 104,82 58,66 35,65 85,94 TT % loại bỏ 253,58 COD 500 mg/l Thời gian (ngày) ĐC ĐV 522,12 412,94 20,91 312,69 40,11 14 388,57 25,58 230,86 55,78 21 303,7 41,83 143,43 72,53 28 275,46 47,24 105,32 79,83 Khoa Công nghệ Sinh học 1101 % loại bỏ 522,12 Hình 3.5 Khả loại bỏ COD Thủy Trúc TN theo mẻ Từ bảng 3.5 hình 3.5 Số liệu cho thấy sau tuần tất công thức thí nghiệm nồng độ COD giảm dần theo thời gian Sau 28 ngày tỷ lệ loại bỏ COD chậu ĐC nồng độ 250 mg/l 500 mg/l tương ứng 58,66% 47,24%, tỷ lệ chậu có 85,94% 79,83% cao 1,4-1,7 lần Như vậy, khả loại bỏ COD Thủy Trúc nồng độ COD 250 mg/l, COD 500 mg/l cao hẳn ĐC nồng độ khoảng 27-30% Kết vai trò rõ rệt Thủy Trúc tham gia xử lý ô nhiễm COD Khả loại bỏ COD nồng độ 250 mg/l ngày 28 85,94% tăng gấp đôi so với ngày thứ 43,45% Tương tự khả loại bỏ COD nồng độ 500 mg/l ngày 28 tăng gấp đôi ngày thứ Khả loại bỏ COD Thủy Trúc nồng độ thấp cao nồng độ cao Khoa Công nghệ Sinh học 1101 3.2.2 Khả loại bỏ NH4+ Kết đánh giá khả loại bỏ NH4+ trình bảy bảng hình sau: Bảng 3.6 Khả loại bỏ NH4+ Thủy Trúc TN theo mẻ COD 250 mg/l Thời gian (ngày) ĐC ĐV 79,7 64,6 18,95 59,5 25,35 14 49,6 23,22 39,7 33,28 21 29,75 40,02 26,86 32,34 28 14 52,94 10,7 60,16 TT % loại bỏ % Loại bỏ TT % loại bỏ 79,7 COD 500 mg/l Thời gian % Loại bỏ (ngày) ĐC ĐV 79,7 62,6 21,46 60,4 24,22 14 48,6 22,36 42,95 28,89 21 30,75 36,73 25,3 41,09 28 15,4 49,92 11,4 54,94 Khoa Công nghệ Sinh học 1101 79,7 Hình 3.6 Khả loại bỏ NH4+ Thủy Trúc TN theo mẻ Từ bảng 3.6 hình 3.6 cho thấy tỷ lệ loại bỏ NH4+ hai mẫu ĐC gần Biểu hiện, kết thúc thí nghiệm tỷ lệ khoảng 49.92%-52.94% Còn hai mẫu có tỷ lệ 54,94% - 60,16% Kết cho thấy nồng độ COD không làm ảnh hưởng nhiều đến khả loại bỏ NH4+ rau muống So sánh mẫu ĐC mẫu có nồng độ COD tỷ lệ % loại bỏ NH4+ mẫu có cao mẫu ĐC không Biểu hiện, nồng độ COD 250 mg/l tỷ lệ % loại bỏ NH4+ mẫu ĐC mẫu có 52.94% 60.16% Như vậy, tỷ lệ % loại bỏ NH4+ mẫu có cao gấp 1,14 lần so với mẫu ĐC Kết lặp lại nồng độ COD 500 mg/l 3.2.3 Khả loại bỏ T-N.3 Kết đánh giá khả loại bỏ NH4+ trình bảy bảng 3.7 hình 3.7 Khoa Công nghệ Sinh học 1101 Bảng 3.7 Khả loại bỏ T-N Thủy Trúc TN theo mẻ COD 250 mg/l Thời gian (ngày) ĐC % Loại bỏ TT % loại bỏ ĐV 168,8 130,75 22,54 110,5 34,54 14 93,4 44,67 67,5 60,01 21 65,5 61,20 39,3 76,72 28 34,35 79,65 18,6 88,98 % Loại bỏ TT % loại bỏ 168,8 COD 500 mg/l Thời gian (ngày) ĐC ĐV 168,8 132,75 21,36 120,2 28,79 14 95,5 43,42 75,6 55,21 21 63,7 62,26 46,7 72,33 28 36,8 78,20 26,3 84,42 168,8 Hình 3.7 Khả loại bỏ T-N Thủy Trúc TN theo mẻ Khoa Công nghệ Sinh học 1101 Từ bảng 3.7 hình 3.7 cho thấy tỷ lệ % loại bỏ T-N tất thí nghiệm tăng theo thời gian Tỷ lệ % loại bỏ T-N mẫu có cao mẫu ĐC nồng độ COD Cụ thể kết thúc thí nghiệm, tỷ lệ % loại bỏ T-N nồng độ COD 250 mg/l mẫu có tăng dần theo ngày ban đầu tỷ lệ % loại bỏ 34,54% đến ngày kết thúc thí nghiệm 88,98% tăng 54,44% so với ban đầu T-N nồng độ COD 500 mg/l mẫu có có tỷ lệ % loại bỏ 28,79% kết thúc thí nghiệm 84,42% tăng 55,63% so với ban đầu Khả loại bỏ T-N mẫu có cao với mẫu đối chứng khả loại bỏ Thủy Trúc nồng độ thấp tốt nồng độ cao Cho thấy xu hướng bị ảnh hưởng nồng độ COD lên khả loại bỏ T-N thủy trúc 3.2.4 Khả loại bỏ NO3− Bảng 3.8 Khả loại bỏ NO3− Thủy Trúc TN theo mẻ COD250mg/l Thờigian (ngày) ĐC % Loại bỏ TT % loại bỏ ĐV 1,305 0,98 24,90 0,97 25,67 14 0,73 25,51 0,65 32,99 21 0,49 32,88 0,42 35,39 28 0,32 34,69 0,18 58,29 TT % loại bỏ 1,305 COD500mg/l Thời gian (ngày) ĐC ĐV 1,305 0,98 24,90 0,975 25,29 14 0,73 25,51 0,66 32,31 21 0,5 31,51 0,44 33,33 28 0,33 34,00 0,21 83,91 Khoa Công nghệ Sinh học 1101 % Loại bỏ 1,305 Hình 3.8 Khả loại bỏ NO3− Thủy Trúc TN theo mẻ Từ bảng 3.8 hình 3.8 cho thấy tỷ lệ % loại bỏ NO3−của tất thí nghiệm tăng theo thời gian Tỷ lệ % loại bỏ NO3− mẫu có cao mẫu ĐC nồng độ COD Tỷ lệ % loại bỏ NO3− ngày , ngày 14 ngày 21 tăng nồng độ mẫu có Kết thúc thí nghiệm ngày thứ 28 tỷ lệ % loại bỏ chậu có nồng độ 250mg/l 58,29% tăng 32,62% so với ban đầu 25,67% Ở chậu có nồng độ 500mg/l khả loại bỏ kết thúc thí nghiệm 83,91% tăng 58,62% so với ban đầu 25,29% Cho thấy xu hướng bị ảnh hưởng nồng độ COD lên khả loại bỏ NO3− Thủy Trúc 3.2.5 Khả loại bỏ PO43- Từ bảng 3.9 hình 3.9 cho thấy tỷ lệ % loại bỏ PO43- tất thí nghiệm tăng theo thời gian Tỷ lệ % loại bỏ PO43- mẫu có cao hẳn so với mẫu ĐC nồng độ COD.Ở mẫu ĐC tỷ lệ % loại bỏ PO43- sau 28 ngày nồng độ COD 250 mg/l, 500 mg/l 38,36% 60,27% kết thúc thí nghiệm tỷ lệ % loại bỏ PO43- nồng độ COD 250 mg/l mẫu ĐC mẫu có 80,27%và 79,45% Tỷ lệ % loại bỏ mẫu có nồng độ 250mg/l tăng từ ban đầu 27,12% tới 80,27% mẫu nồng độ 500mg/l tăng từ 18,4% tới 79,45% Kết luận khả loại bỏ PO43- Thủy Trúc không ảnh hưởng nồng độ COD Khoa Công nghệ Sinh học 1101 Bảng 3.9 Khả loại bỏ PO43- Thủy Trúc TN theo mẻ COD 250mg/l Thời gian (ngày) ĐC % Loại bỏ TT % loại bỏ ĐV 36,5 35,5 2,74 26,6 27,12 14 29,4 19,45 19,3 47,12 21 26,2 28,22 13,5 63,01 28 22,5 38,36 7,2 80,27 TT % loại bỏ 36,5 COD 500mg/l thời gian (ngày) ĐC ĐV 36,5 35,5 2,7 29,8 18,4 14 25,4 30,41 21,7 40,55 21 19,2 47,40 13,35 63,42 28 14,5 60,27 7,5 79,45 Khoa Công nghệ Sinh học 1101 % Loại bỏ 36,5 Hình 3.9 Khả loại bỏ PO43-của Thủy Trúc TN theo mẻ 3.2.6 Khả loại bỏ T-P Kết đánh giá khả loại bỏ NH4+ trình bảy bảng 3.10 hình 3.10 Bảng 3.10 Khả loại bỏ T-P Thủy Trúc TN theo mẻ COD 250mg/l Thời gian (ngày) ĐC % Loại bỏ TT % loại bỏ ĐV 34,4 34,4 29,1 15,41 27,6 19,77 14 23,75 30,96 21,33 37,99 21 19,2 44,19 16,2 52,91 28 14,3 58,43 10,46 69,59 TT % loại bỏ COD 500mg/l thời gian (ngày) ĐC % Loại bỏ ĐV 34,4 30,1 12,50 28,7 16,57 14 25,5 25,87 22,41 34,85 21 20,7 39,83 17,2 50,00 28 16,1 53,20 11,46 66,69 Khoa Công nghệ Sinh học 1101 34,4 Hình 3.10 Khả loại bỏ T-P Thủy Trúc TN theo mẻ Từ bảng 3.10 hình 3.10 cho thấy tất thí nghiệm tỷ lệ % loại bỏ T-P tăng theo thời gian thí nghiệm Ở mẫu ĐC tỷ lệ % loại bỏ T-P nồng độ COD 250 mg/l ngày thứ 28 69,59% tỷ lệ nồng độ COD 500 mg/l 66,69% Ở mẫu có hàm lượng T-P giảm dần theo thời gian So sánh tỷ lệ % loại bỏ T-P thời điểm kết thúc thí nghiệm tỷ lệ nồng độ COD 250 mg/l cao so với nồng độ COD 500 mg/l không nhiều Kết chứng tỏ khả loại bỏ T-P Thủy Trúc chịu ảnh hưởng nồng độ COD 3.2.7 Khả loại bỏ TSS Bảng 3.11 Khả loại bỏ TSS Thủy Trúc TN theo mẻ COD 250 mg/l Thời TT gian(ngày) ĐC (mg/l) % loại bỏ (mg/l) % loại bỏ ĐV 1120 14 749 33,125 619 44,73 28 512 31,64 385 37,80 1120 COD 500 mg/l Thời TT gian(ngày) ĐC (mg/l) ĐV 1032 14 644 37,60 486 52,91 28 502 22,05 369 24,07 Khoa Công nghệ Sinh học 1101 % loại bỏ (mg/l) % loại bỏ 1032 Hình 3.11 Khả loại bỏ TSS Thủy Trúc TN theo mẻ Từ bảng 3.11 hình 3.11 cho thấy khả loại bỏ TSS Thủy Trúc thí nghiệm COD 250mg/l COD 500 mg/l so với ĐC không cao Khả xử lý thí nghiệm có thí nghiệm thể rõ ngày thứ 14 % loại bỏ cao ĐC 11-15% Khi kết thúc thí nghiệm khả loại bỏ thí nghiệm COD 500 đạt 24.07% kết không cao so với ĐC hiệu loại bỏ TSS 22.05% Đối với thí nghiệm COD 250 khả xử lý TSS có cao so với COD 500, nhiên hiệu cao ĐC khoảng 6% Khoa Công nghệ Sinh học 1101 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết Luận: Từ kết thu phạm vi nghiên cứu nhận thấy: Thủy Trúc xử lý có hiệu thí nghiệm hấp thu theo mẻ, Thủy Trúc không làm giảm nồng độ COD mà làm giảm thông số khác thí nghiệm như: NH4+, T-N, PO43- , T-P Về thí nghiệm chống chịu: Thủy Trúc chịu ô nhiễm không cao, nồng độ COD từ 750 mg/l đến 1000 mg/l, NH4+ 200 mg/l đến 250 mg/l , NO3- từ 250 mg/l đến 300 mg/l ức chế sinh trưởng Thủy Trúc thích ứng với khoảng pH 6-7 Trong thí nghiệm theo mẻ: Khả loại bỏ COD, T-N, NH4+ , PO43-, T-P nồng độ COD thấp tốt nồng độ cao Đối với TSS hiệu xử lý hai thí nghiệm có tương đối thấp chênh lệch không nhiều không phụ thuộc vào nồng độ COD Kiến Nghị Đề tài khảo sát khả xử lý nước thải Thủy Trúc mô hình thí nghiệm, cần xây dựng mô hình thực tế để hoach định chi phí cần thiết đê xử lý cho phù hợp với điều kiện kinh tế hộ chăn nuôi nhỏ, lẻ Khảo sát thêm hiệu suất xử lý kết hợp loài thực vật thủy sinh khác hay xây dựng chuỗi hồ sinh học lên tiếp để đảm bảo đầu đạt quy chuẩn Đề nghị tiếp tục nghiên cứu khả xử lý loài thực vật thủy sinh mật độ trồng, thời gian phương pháp thu gom thực vật thủy sinh để bảo đảm đạt hiệu suất tối ưu Khoa Công nghệ Sinh học 1101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.U.S Environmental Protection Agency (1998), Design Manual: Constructed Wetlands and Aquatic Plant Systems for Municipal Wastewater Treatment Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga(2002), Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 332tr Nguyễn Xuân Nguyên, Trần Đức Hạ ( 2004), chất lượng nước sông hồ bảo vệ môi trường, NXB Khoa học kỹ thuật, HN Tr-57-57 Lê Thị Thanh Hương( 1994), Những nhận xét vi tảo số hồ Hà Nôị bị ô nhiễm, Luận Văn thạc sĩ khoa sinh hoc, trường ĐHKHTN, ĐHQGHN Tr- 9-13,30 Phạm Văn Đức(2005), “Nghiên cứu sủ dụng bèo tây( Eichhorinia crassipes( Mart) Solms,) bèo cái( Pistia Stratiotes L) để xử lý nước thải từ chế biến thuỷ sản”, trường Đại học Sư Phạm Hà Nội, Hà Nội Lê Bá Huy, Lâm Minh Triết( 2005), Sinh thái môi trường ứng dụng, NXB Khoa học kỹ thuật, tr40-69 Lê Công Nhất Phương: Nghiên cứu triển khai ứng dụng xử lý ammonium nước thải nuôi heo với công suất 20 m3/ngày nuôi dưỡng sinh khối có nhóm vi khuẩn Anammox, 2007 Khoa Công nghệ Sinh học 1101 Bùi Xuân An: Nguy tác động đến môi trường trạng quản lý chất thải chăn nuôi vùng Đông Nam Bộ, Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh, 2007 Antoine Pouilieute, Bùi Bá Bổng, Cao Đức Phát: Báo cáo “Chăn nuôi Việt Nam triển vọng 2010”; ấn phẩm tổ chức PRISE Pháp 10 Lâm Minh Triết( 1990), “ Nghiên cứu áp dụng hệ thống hồ sinh vật ba bậc với thực vật nước để xử lý bổ sung nước thải nhiễm dầu điều kiện Việt Nam” Tuyển tập báo cáo khoa học nước: Nước thải môi trường Trung tâmnước môi trường, Đại học Bách Khoa Thành Phố HCM, Tr 160-168 11 http://www.vinachem.com.vn/Desktop.aspx/Xuat-ban-pham/117/1553/ 12.http://vea.gov.vn/vn/khoahoccongnghe/congnghemt/xulynuocthai/Pages/X%E1%B B%ADl%C3%BDn%C6%B0%E1%BB%9Bcth%E1%BA%A3ib%E1%BA%B1ngrau ng%E1%BB%95v%C3%A0l%E1%BB%A5cb%C3%ACnh.aspx 13 Trương Thị Nga Võ Thị Kim Hằng, 2010 Hiệu xử lý nước thải chăn nuôi rau ngổ lục bình Tạp chí Khoa học đất , 34/2010) 14.http://www.thuvientailieu.vn/tai-lieu/de-tai-giai-phap-cong-nghe-xu-ly-nuoc-thaichan-nuoi-lon-bang-phuong-phap-sinh-hoc-phu-hop-voi-dieu-kien-viet-nam-28743/ 15 Trần Văn Tựa cộng (2007), Nghiên cứu sử dụng loài TVTS điển hình cho xử lý nưứoc thải công nghiệp chứa kim loại nặng nước thải công nghiệp chế biến thuỷ sản, Báo cáo tổng kết đề tài Viện khoa học công nghệ Việt Nam 137tr Khoa Công nghệ Sinh học 1101 [...]... 275,4 ± 64 Chất thải lỏng trong chăn nuôi (nước tiểu vật nuôi, nước tắm, nước rửa chuồng, vệ sinh dụng cụ, ) ước tính khoảng vài chục nghìn tỷ m3 /năm 1.3 Tình hình nghiên cứu về xử lý nước thải chăn nuôi lợn ở nước ngoài Việc xử lý chất thải chăn nuôi lợn đã được nghiên cứu triển khai ở các nước phát triển từ cách đây vài chục năm Các nghiên cứu của các tổ chức và các tác giả như (Zhang và Felmann, 1997),... xung quanh Cây ưa sốngở ven bờ nước, nơi đất ẩm.Được nghiên cứu và sử dụng để làm sạch nước bị ôi nhiễm Cây Thủy Trúc thí nghiệm được lấy từ Hà Tây có kích thước phát triển đồng đều nhau Hình 2.1 Cây Thủy Trúc 2.1.2 Nước thải chăn nuôi lợn Nguồn nước thải chăn nuôi lợn được lấy từ Trung tâm nghiên cứu lợn Thụy Phương, Viện Chăn nuôi quốc gia (Từ Liêm, Hà Nội) Nguồn nước thải này đã qua xử lý kỵ khí... giúp Thủy Trúc nâng cao khả năng hấp thu các chất dinh dưỡng trong nước thải chăn nuôi nên chọn pH môi trường trong khoảng 6-7 Khoa Công nghệ Sinh học 1101 Hình 3.1 Ảnh hưởng của pH đến sự sinh trưởng của Thủy Trúc 3.1.2 Khả năng chống chịu COD Kết quả nghiên cứu khả năng chống chịu COD của cây Thủy Trúc được trình bày ở bảng và hình sau: Bảng 3.2 Sinh trưởng của cây Thủy Trúc trong môi trường có hàm... quy mô lớn (trên 10.000 con lợn) , phân lợn và chất thải lợn chủ yếu làm phân vi sinh và năng lượng Biogas cho máy phát điện, nước thải chăn nuôi được sử dụng cho các mục đích nông nghiệp Tại các nước phát triển việc ứng dụng phương pháp sinh học trong xử lý nước thải chăn nuôi đã được nghiên cứu, ứng dụng và cải tiến trong nhiều năm qua Tại Hà Lan, nước thải chăn nuôi được xử lý bằng công nghệ SBR qua... ít cây phát triển chậm.Nồng độ NO3− càng cao thì càng kìm hãm phát triển của cây Thủy Trúc ở khoảng nồng độ 250mg/l tới 300mg/l.Từ kết quả trên ta thấy cây Thủy Trúc phát triển tốt nhất có thể chống chịu được ở nồng độ NO3− là 100mg/l tới 200mg/l 3.2 Khả năng loại bỏ một số yếu tố ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn của cây Thủy Trúc trong thí nghiệm theo mẻ 3.2.1 Khả năng loại bỏ COD Bảng 3.5 Khả năng. .. mẫu nước đem lọc (ml) 1000 = hệ số qui đổi thành 1l 2.3 Phương pháp bố trí và đánh giá thí nghiệm 2.3.1 Thí nghiệm nghiên cứu khả năng chống chịu pH, COD, NH4+, NO3 của cây Thủy Trúc Cây Thủy Trúc lấy từ Hà Tây, những cây tươi, khỏe có bộ rễ phát triển tốt được chọn mang về, rửa sạch và để ráo nước Nước thải lấy từ trại về khuấy đều, để lắng khoảng 3-5h sau đó gạn lấy dịch trong Pha môi trường thủy. .. trại nuôi lợn nái Số trang trại chăn nuôi gia cầm là 2.837, miền Bắc: 1.274, miền Nam: 1.564); Số trang trại chăn nuôi bò là 6.405, trong đó có 2.011 trang trại chăn nuôi bò sữa (miền Bắc: 3.069 miền Nam: 4.406); Số trang trại chăn nuôi trâu là: 247 miền Bắc: 222, miền Nam: 27); Số trang trại chăn nuôi dê là: 757 miền Bắc: 201, miền Nam: 556).[ Theo Giải pháp công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi lợn. .. (mg/l) NH4+ 150 (mg/l) NH4+ 200 (mg/l) NH4+ 250 (mg/l) j Hình 3.3 Ảnh hưởng của NH4+ đến sự sinh trưởng của Thủy Trúc Khoa Công nghệ Sinh học 1101 3.1.4 Khả năng chống chịu NO3− Kết quả nghiên cứu khả năng chống chịu NO3− của cây Thủy Trúc được trình bà0y ở bảng và hình sau: Bảng 3.4 Sinh trưởng của Thủy Trúc trong môi trường có hàm lượng NO3− khác nhau Sinh khối (mg/l) NO3- Sinhtrưởng sinh Ban đầu kết... tắm rửa gia súc, vệ sinh lò mổ, các dụng cụ… + Chất thải khí: CO2, NH3, CH4… Nước thải chăn nuôi là một loại nước thải rất đặc trưng và có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao do có chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P và VSV gây bệnh Theo kết quả điều tra đánh giá hiện trạng môi trường của Viện chăn nuôi (2006) tại các cơ sở chăn nuôi lợn có quy mô tập trung thuộc Hà Nội, Hà Tây, Ninh... khối của cây Thủy Trúc đều tăng, trong đó tăng nhiều nhất ở pH = 6 là 41,61g tương ứng với 34,30% và ở pH = 7 là 21,38g tương ứng là 17,75% Ở pH = 6 , pH=8 và pH=9 sinh khối của Thủy Trúc tăng ít, cây chậm phát triển Khoảng pH từ 6 tới 7 cho tốc độ sinh trưởng Thủy Trúc cao nhất (34,30%-17,75%) Kết quả này cho thấy, cây Thủy Trúc sinh trưởng trong khoảng pH khá tốt Vì vậy, để giúp Thủy Trúc nâng cao khả