Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của
nhiệt độ đến quá trình xử lý sinh học nước
thải nuôi tôm
Từ kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ
khác nhau đến hiệu suất quá trình xử sinh học
nước thải nuôi tôm cho thấy khi hệ SBR hoạt
động ở nhiệt độ quá cao 45oC, hiệu quả loại bỏ
carbon và nitơ giảm đáng kể (Bảng 4). Đặc biệt
ở 3 ngày cuối gần như quá trình xử lý không
thể thực hiện. Điều này cho thấy hệ vi sinh vật
không thích nghi với điều kiện nhiệt độ > 45oC
và có thể chết đi. Kết quả nghiên cứu cho thấy
với điều kiện nuôi tôm ở Việt Nam nói chung
và Bình Định nói riêng có nhiệt độ dao động
trong khoảng từ 26oC đến 38oC thì có thể duy
trì được sự phát triển của hệ vi sinh vật khi
thực hiện quá trình xử lý nước thải. Đặc biệt
khi nhiệt độ tăng lên 33oC là điều kiện thuận
lợi cho hệ vi sinh vật phát triển mạnh nhất và
quá trình xử lý nước thải đạt hiệu quả cao nhất.
4. KẾT LUẬN
Nước thải nuôi tôm với thành phần chất rắn lơ
lững, các chất thải hữu cơ và các hợp chất chứa
nitơ được xử lý qua hệ lọc sinh học MBBR kết
hợp với quá trình vận hành SBR (hiếu khí kết
hợp với thiếu khí) đã cho hiệu quả xử lý cao.
Trong khoảng thời gian 8 ngày, quá trình loại
bỏ các chất gây ô nhiễm đạt hiệu quả cao đặt
biệt hiệu quả đối với quá trình loại bỏ các hợp
chất chứa nitơ mà nhiều hệ lọc sinh học hiếu
khí không thực hiện được. Nước thải sau xử lý
đạt yêu cầu cho phép được xả thải dành cho
nuôi tôm nước lợ theo QCVN 02 - 19 :
2014/BNNPTNT. Kết quả nghiên cứu cũng chỉ
ra rằng với điều kiện nhiệt độ môi trường biến
đổi đến < 38oC thì hệ vi sinh vẫn có thể thực
hiện được quá trình xử lý. Các kết quả này mở
ra triển vọng ứng dụng xử lý nước thải nuôi
tôm trong thực tế theo công nghệ vận hành
tuần tự hiếu khí kết hợp thiếu khí SBR và được
lọc qua màng sinh học MBBR.
7 trang |
Chia sẻ: hachi492 | Lượt xem: 3 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu xử lý sinh học cho nước thải nuôi tôm tại bình định bằng công nghệ Sequencing Batch Reactor, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 25, Số 1/2020
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ SINH HỌC CHO NƯỚC THẢI NUÔI TÔM TẠI BÌNH ĐỊNH
BẰNG CÔNG NGHỆ SEQUENCING BATCH REACTOR
Đến tòa soạn 26-7-2019
Lê Thị Thanh Thúy, Hồ Huy Tùng, Võ Thị Đăng Thạch
Bộ môn Hóa học, khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Quy Nhơn
SUMMARY
BIOLOGICAL TREATMENT OF SHRIMP AQUACULTURE WASTEWATER
IN BINH DINH USING A SEQUENCING BATCH REACTOR
The shrimp aquaculture wastewater is taken from shrimp ponds in Phuoc Son village, Tuy Phuoc
district, Binh Dinh province. This water contained high concentrations of carbon and nitrogen and was
successfully treated using a sequencing batch reactor (SBR). By operating the reactor sequentially in
aerobic, anoxic and aerobic modes, nitrification and denitrification were achieved, as well as removal
of carbon. Specifically, the initial chemical oxygen demand (COD) concentration of 455,8 mg/l was
reduced to 78,5 mg/l within 8 days of reactor operation. Ammonia in the sludge was nitrified. The
denitrification of nitrate was achieved by the anoxic process and total removal of nitrite was observed.
The total suspended solids (TSS) content was reduced quickly. The results indicated that the
temperature range of 28 – 38 oC produced best results in terms of maximum nitrogen and carbon
removal from the wastewater. The SBR system showed promising results and could be used as a viable
treatment alternative in the shrimp industry.
Keywords. Shrimp wastewater; Sequencing batch reactor; Chemical oxygen demand, Ammonium,
Nitrification; Denitrification.
1. GIỚI THIỆU
Trong những năm gần đây, hoạt động nuôi tôm
tại Bình Định nói riêng và Việt Nam nói chung
đang phát triển rất mạnh mẽ, đem lại nhiều lợi ích
thiết thực cho nông dân và trở thành ngành kinh
tế quan trọng [1]. Tuy nhiên bên cạnh những giá
trị kinh tế do nuôi tôm mang lại thì một lượng lớn
nước thải từ việc nuôi tôm cũng gây những ảnh
hưởng lớn đến môi trường. Nguyên nhân chính
do đặc tính nước thải nuôi tôm trong môi trường
nước lợ có chứa hàm lượng lớn amoniac, nitrat,
nitrit, cacbon, độ mặn thấp và lượng bùn cao nên
đã gây khó khăn cho các nhà nghiên cứu lựa chọn
phương pháp xử lý. Trong những nghiên cứu gần
đây cho thấy để xử nước thải nuôi tôm, các nhà
khoa học trên thế giới đã lựa chọn sử dụng công
nghệ sinh học xử lý nước thải vận hành tuần tự
theo mẻ Sequencing Batch Reactor (SBR - xử lý
hiếu khí kết hợp thiếu khí) bởi những tính ưu việt
của phương pháp này mang lại cho xử lý nguồn
nước thải này [2,3]. Cụ thể phương pháp SBR có
nhiều ưu điểm trong việc tách bùn, quá trình
nitrat hóa có thể được thực hiện nhờ vi sinh vật
hiếu khí và khử nitrat hóa được thực hiện bởi quá
trình thiếu khí [2,4]. Khi hệ SBR hoạt động hiếu
khí, quá trình nitrat hóa đã giúp chuyển hóa
amoni thành nitrat, điều này giúp làm giảm lượng
amoni trong nước thải. Khi hệ vận hành trong
điều kiện thiếu oxy, xảy ra sự khử nitrat hóa và
lượng nitrat trong bùn được chuyển thành nitrit,
nitơ oxit và khí nitơ. Kết quả là nitrat đã được
loại bỏ hoàn toàn. Quá trình này được thực hiện
thành công nhờ vào những hệ vi sinh vật có trong
bùn như các vi sinh vật giúp thực hiện quá trình
123
nitrat hóa và khử nitrat hóa (Nitrosomonas,
Nitrobacter, Pseudomonas,) có khả năng
chuyển hóa nitơ trong bùn. Chúng ta không cần
phải thêm các vi sinh vật đặc biệt cho sự trao đổi
chất của carbon và nitơ, vì SBR đã loại bỏ thành
công cả hai khỏi nước thải. Lượng COD trong
nước thải cũng được giảm mạnh chủ yếu nhờ vào
quá trình hiếu khí [5]. Vì vậy công nghệ SBR phù
hợp cho xử lý nước thải nuôi tôm. Bể SBR hoạt
động theo một chu kỳ tuần hoàn với 5 quá trình
bao gồm: Làm đầy, sục khí, lắng, rút nước và
nghỉ (hình 1) [4].
Hình 1. Sơ đồ của một hệ SBR điển hình
Trong nghiên cứu này chúng tôi đã xây dựng
một hệ xử lý nước thải nuôi tôm ở quy mô
pilot. Để giảm chi phí xây dựng và vận hành
theo công nghệ SBR, trong nghiên cứu này
chúng tôi đã tính toán để ghép các bể xử lý
(hình 1) vào cùng một bể xử lý (hình 2). Ngoài
ra để tăng khả năng lọc sinh học của hệ vi sinh,
chúng tôi đã kết hợp phương pháp SBR với
phương pháp MBBR (Moving Bed Biofilm
Reactor) đó là cho nước thải đi qua hệ lọc sinh
học chứa màng sinh học gắn chất mang là vật
liệu xốp ở dạng lơ lửng. Quá trình xử lý được
vận hành tuần tự theo quy trình SBR hiếu khí
kết hợp thiếu khí.
2. THỰC NGHIỆM
2.1. Nước thải nuôi tôm
Nước thải nuôi tôm được lấy ở mương chứa
nước thải bên cạnh hồ nuôi tôm trên địa bàn xã
Phước Sơn – Huyện Tuy Phước - Tỉnh Bình
Định. Nước thải trước khi đưa vào bể xử lý đã
được gạn lắng sơ bộ, sau đó điều chỉnh pH =
6,5 7 và thực hiện quá trình xử lý ở những
nhiệt độ nghiên cứu khác nhau ở quy mô pilot.
2.2. Thực nghiệm xử lý nước thải nuôi tôm
2.2.1. Chế tạo thiết bị xử lý ở quy mô pilot
Hình 2: Sơ đồ thiết bị xử lý ở quy mô pilot theo
công nghệ MBBR-SBR (mặt cắt dọc)
* Thiết bị được xây dựng với một số thông số
sau:
- Chiều cao bể sinh học: 80 cm
- Chiều dài bể sinh học: 60 cm
- Chiều rộng bể sinh học: 40 cm
- Chiều cao lớp vật liệu lọc: 20 cm
- Thể tích nước thải: : 70 lit
Vật liệu polistiren (xốp) được dùng làm chất
mang vi sinh dạng hạt hình hộp chữ nhật có
kích thước khoảng 2 cm3, nổi trên mặt nước
được sử dụng làm giá thể cho vi sinh vật bám
dính (được giữ chìm trong nước bởi hai tấm
lưới chắn ở hai đầu bể sinh học).
2.2.2. Thực nghiệm nuôi cấy vi sinh
Hệ vi sinh hiếu khí và vi sinh thiếu khí được
nuôi cấy theo quy trình SBR trên chất mang là
vật liệu xốp và được thực hiện liên tục trong
khoảng thời gian 2 tháng để có được hệ vi sinh
ổn định. Nguồn vi sinh nuôi cấy lấy từ chính
nguồn nước thải nuôi tôm, sau đó hệ vi sinh
này được phát triển trong điều kiện chính nước
thải nuôi tôm trên thiết bị chế tạo được. Trong
quá trình nuôi cấy, chúng tôi đã cung cấp thêm
các chất dinh dưỡng và những điều kiện nuôi
cấy thích hợp để vi sinh phát triển. Sau khoảng
thời gian nuôi cấy, vi sinh dần dần hình thành
màng trên vật liệu xốp.
Đề kiểm tra kết quả của sự tạo màng vi sinh
vật trên chất mang, chúng tôi đã tiến hành chụp
ảnh màng vi sinh trên kính hiển vi điện tử quét
(SEM) kết quả được thể hiện ở hình 4.
2.2.3. Thực nghiệm xử lý nước thải nuôi tôm
Nước thải nuôi tôm sau khi lấy về gạn lắng sơ
bộ, điều chỉnh pH và được bơm vào bể chứa
124
nước thải (Hình 2). Để điều chỉnh lượng oxi
hòa tan (DO) khi thực hiện quá trình xử lý hiếu
khí (DO = 5 6 mg/l) chúng tôi đã sử dụng
máy sục khí. Máy sục khí sẽ tắt khi thực hiện
quá trình thiếu khí. DO cho quá trình xử lý
thiếu khí ~ 0,1 mg/l. Thiết bị sinh học sẽ được
vận hành tuần tự theo mẻ (SBR) trong khoảng
thời gian 8 ngày. Hai ngày đầu tiên, thiết bị
được vận hành ở chế độ hiếu khí, sau đó 3
ngày tiếp theo thiết bị ở chế độ xử lý thiếu khí.
Tiếp theo xử lý hiếu khí trong 2 ngày và 1
ngày cuối để lắng và rút nước sau xử lý. Mục
đích của thí nghiệm này là tối ưu hóa quá trình
xử lý hiếu khí và thiếu khí để loại bỏ hoàn toàn
cacbon và nitơ.
Thực nghiệm chúng tôi xử lý các mẫu nước
thải nuôi tôm thực tế ở điều kiện nhiệt độ
phòng (28oC), đánh giá các thông số trong quá
trình xử lý sau đó nghiên cứu ảnh hưởng của
nhiệt độ đến quá trình xử lý. Nhiệt độ cho xử
lý nước thải được nghiên cứu ở 28oC, 33oC,
38oC, 45oC.
2.3. Phương pháp phân tích
Xác định các thông số đặc trưng cho quá trình
xử lý theo phương pháp chuẩn về phân tích
môi trường: Amoni và nitrit được phân tích
định kỳ theo thời gian theo phương pháp
TCVN 6179-1:1996 (xác định amoni); TCVN
6178:1996 (xác định nitrit); COD được phân
tích theo phương pháp chuẩn TCVN
6491:1999; BOD được phân tích theo phương
pháp TCVN 6001-1 : 2008; DO/nhiệt độ được
đo bằng đầu dò DO (Hana Hi 98193). Độ pH
được đo bằng đầu dò pH (Hanna Hi 8424 –
USA).
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả của quá trình nuôi cấy và tạo
màng vi sinh
Vi sinh hiếu khí và vi sinh thiếu khí được nuôi
cấy trong pilot theo phương pháp vận hành
tuần tự SBR trên chất mang là vật liệu xốp ở
dạng lơ lửng. Một vài hình ảnh trực quan của
miếng xốp theo thời gian của quá trình nuôi
cấy vi sinh:
Ban đầu
Sau 15 ngày Sau 30 ngày Sau 45 ngày
Sau 60 ngày
Hình 3: Bề mặt miếng xốp theo thời gian nuôi cấy vi sinh
Kết quả hình 3 cho thấy với miếng xốp ban đầu
có màu trắng sau khoảng thời gian 2 tháng làm
chất mang vi sinh, ta thấy bề mặt miếng xốp đã
có sự thay đổi. Lớp màng sinh học được hình
thành trên bề mặt xốp và lớp màng này dày
theo thời gian.
(
a)
(b)
Hình 4: Ảnh SEM bề mặt lớp màng vi sinh (a) và chiều dày lớp màng vi sinh (b)
125
Kết quả hình 4 cho thấy bề mặt lớp vật liệu
xốp được phủ lên bởi lớp màng vi sinh có
chiều dày khoảng 96 m. Chính nhờ lớp màng
sinh học này mà các hợp chất hữu cơ, hợp chất
chứa nitơ, photpho,... có thể bị giữ lại và được
phân hủy bởi vi sinh vật có trên lớp màng này.
3.2. Kết quả xử lý nước thải nuôi tôm trên
hệ pilot theo kỹ thuật SBR ở điều kiện nhiệt
độ phòng (28oC)
Hiệu quả quá trình xử lý được thực hiện với 3
mẫu nước thải nuôi tôm được lấy tại các vị trí
xả thải của các hồ nuôi tôm tại xã Phước Sơn –
Huyện Tuy Phước - Tỉnh Bình Định (Mẫu M1,
M2 và M3, thứ tự xử lý qua hệ pilot lần lượt từ
mẫu M1 đến M3 nhằm đánh giá tính ổn định
của hệ xử lý). Kết quả xử lý được trình bày ở
các bảng 1, 2, và 3.
Bảng 1. Sự biến đổi các thông số đặc trưng của nước thải nuôi tôm theo thời gian xử lý mẫu M1
Thời gian
(ngày)
Quá trình pH Độ muối
(‰)
TSS
(mg/l)
COD
(mg/l)
NH4+
(mg/l)
NO2-
(mg/l)
Ban đầu 6,81 10 550 467,5 3,02 0,49
2 Hiếu khí 7,62 10 220 325,8 0,71 0,78
5 Thiếu khí 7,24 10 90 186,5 0,32 0,36
7 Hiếu khí 7,89 10 80 135,9 0,22 0,31
8 Lắng 7,46 10 70 88,6 0,09 0,24
Bảng 2. Sự biến đổi các thông số đặc trưng của nước thải nuôi tôm theo thời gian xử lý mẫu M2
Thời gian
(ngày)
Quá trình pH Độ muối
(‰)
TSS
(mg/l)
COD
(mg/l)
NH4+
(mg/l)
NO2-
(mg/l)
Ban đầu 6,64 10 540 455,8 3,42 0,83
2 ngày Hiếu khí 7,78 10 250 348,4 1,64 1,05
5 ngày Thiếu khí 7,34 10 150 145,5 0,74 0,52
7 ngày Hiếu khí 8,05 10 90 113,4 0.34 0,42
8 ngày Lắng 7,56 10 60 78,5 0,18 0,26
Bảng 3. Sự biến đổi các thông số đặc trưng của nước thải nuôi tôm theo thời gian xử lý mẫu M3
Thời gian
(ngày)
Quá trình pH Độ muối
(‰)
TSS
(mg/l)
COD
(mg/l)
NH4+
(mg/l)
NO2-
(mg/l)
Ban đầu 6,45 10 490 478,3 3,81 0,64
2 ngày Hiếu khí 7,58 10 150 334,6 2,16 0,86
5 ngày Thiếu khí 7,06 10 120 223,4 1,21 0,25
7 ngày Hiếu khí 7,54 10 90 125,5 0,56 0,19
8 ngày Lắng 7,38 10 70 94,6 0,24 0,08
Kết quả ở bảng 1, 2, 3 cho thấy với quy trình
hiếu khí trong 4 ngày và quy trình thiếu khí
trong 3 ngày, chế độ hoạt động đơn giản này
đã loại bỏ gần như hoàn toàn tất cả cacbon và
nitơ trong nước thải. Ngoài ra hệ vi sinh vật
trong nước thải không chỉ chuyển hóa cacbon
mà còn có thể thực hiện quá trình nitrat hóa và
khử nitrat. Điều này được chứng minh ở kết
quả COD và các chỉ số phân tích hợp chất nitơ
giảm mạnh đạt yêu cầu cho phép được thải vào
nguồn nước chung (QCVN 02 - 19 :
2014/BNNPTNT dành cho các cơ sở nuôi tôm
nước lợ). Để thấy rõ quy luật biến đổi các
thông số trong quá trình xử lý, chúng tôi đã vẽ
126
đồ thị để phân tích sự biến đổi các thông số
trên theo thời gian.
Hình 5. Đồ thị sự thay đổi pH trong quá trình
xử lý theo thời gian
Từ kết quả xử lý cũng cho thấy pH trong quá
trình xử lý có sự biến đổi nhẹ, ở thời gian đầu
của quá trình hiếu khí, pH có sự tăng nhẹ
nhưng đến giai đoạn xử lý thiếu khí pH có sự
giảm. Điều này được giải thích do ở giai đoạn
đầu xử lý hiếu khí, dưới sự chuyển hóa của vi
sinh vật hiếu khí các hợp chất hữu cơ chứa nitơ
đã chuyển hóa một phần thành NH3 nên pH có
sự tăng nhẹ. Đến giai đoạn xử lý thiếu khí,
trong hệ đã xảy ra quá trình lên men axit bởi sự
xuất hiện những vi sinh vật kị khí. Những
hiđratcacbon rất dễ bị phân hủy sinh hóa thành
axit béo với trọng lượng phân tử thấp nên pH
của môi trường giảm [6]. Ở giai đoạn sau, sự
lên men axit chấm dứt và xảy ra sự lên men
kiềm hay lên men metan nên pH tăng lên trở
lại và dung dịch chuyển sang môi trường kiềm.
Tuy nhiên ở giai đoạn cuối của quá trình xử lý,
pH của môi trường ít bị biến đổi. Nguyên nhân
có thể lúc này amoniac tác dụng với CO2 tạo ra
muối cacbonat và tạo cho môi trường có tính
đệm rất cao nên pH của dung dịch ít bị thay đổi
[6]. Nhìn chung pH của quá trình xử lý luôn ở
trong ngưỡng giá trị cho phép của sự sinh
trưởng và phát triển vi sinh vật nên chúng ta
không cần điều chỉnh pH trong quá trình xử lý.
Kết quả xử lý các mẫu cho thấy lượng chất rắn
lơ lững (TSS) cũng giảm mạnh trong quá trình
xử lý. Điều này cũng được thấy rõ ở hình ảnh
của nước thải thay đổi trong quá trình xử lý.
Ban đầu 2 ngày 5 ngày 8 ngày 8 ngày
Nước thải chưa xử lý Sục khí Thiếu khí Hiếu khí Lắng, rút nước và nghỉ
Hình 6: Sự thay đổi màu sắc của nước thải theo thời gian xử lý
Để thấy rõ quy luật biến đổi của các giá trị
COD, nồng độ amoni, nitrit trong quá trình xử
lý chúng tôi đã vẽ đồ thị sự biến đổi đó. Đồ thị
được thể hiện ở các hình 7, 8, 9.
Hình 7: Đồ thị sự thay đổi COD theo thời gian
Kết quả hình 7 chỉ ra rằng giá trị COD đã giảm
nhanh trong quá trình xử lý và sau 8 ngày xử lý
giá trị COD đã đạt yêu cầu cho phép đối với
nước thải của nuôi tôm nước lợ (theo QCVN
02 - 19 : 2014/BNNPTNT). Tuy nhiên khi
quan sát quá trình xử lý ta thấy rằng sau thời
gian xử lý khoàng 5 ngày giá trị COD giảm
chậm theo thời gian. Điều này được giải thích
do ở giai đoạn này hàm lượng các chất hữu cơ
trong nước thải còn lại ít và phần lớn là những
hợp chất khó bị phân hủy sinh học. Ngoài ra, ở
giai đoạn sau lớp màng sinh học dày lên, đồng
thời lượng chất hữu cơ trong nước thải lại giảm
đi nhiều nên thức ăn không được khuếch tán
vào sâu bên trong lớp màng cho nên lớp màng
127
sẽ bị bong ra và cuốn trôi theo dòng nước nên
số lượng vi sinh vật trên lớp màng sinh học
cũng bị giảm đi một phần. Từ những yếu tố
trên đã làm cho quá trình xử lý COD giảm
chậm theo thời gian.
Hình 8: Đồ thị sự thay đổi nồng độ amoni
trong quá trình xử lý theo thời gian
Hình 9: Đồ thị sự thay đổi nồng độ nitrit trong
quá trình xử lý theo thời gian
Kết quả hình 8 cho thấy trong 2 ngày đầu xử lý
hiếu khí, nồng độ amoni giảm đi khoảng 60%
so ban đầu và được xử lý gần hoàn toàn ở 3
ngày tiếp theo.
Ở kết quả hình 9 sự thay đổi nồng độ nitrit theo
thời gian cho thấy trong 2 ngày xử lý đầu tiên
nồng độ nitrit đều tăng ở cả 3 mẫu. Trong 3
ngày tiếp theo khi hệ phản ứng được vận hành
xử lý thiếu khí, nồng độ nitrit giảm dần và cuối
cùng đạt đến gần bằng không vào ngày thứ 8.
Kết quả này có thể được giải thích khi hệ SBR
hoạt động hiếu khí, xảy ra quá trình nitrat hóa
dưới sự tác động của hệ vi sinh vật hiếu khí
nitrosomonas và nitrobacter (NH4+ NO2-
NO3-) dẫn đến amoni trong nước thải giảm
nhanh và nồng độ nitrit tăng lên trong những
ngày đầu [4]. Khi hệ SBR vận hành thiếu khí,
xảy ra quá trình khử nitrat. Dưới sự tác động
của những vi sinh vật yếm khí như
Pseudomonas, Alcaligenes, Spirillum,
Micrococus, Lactorbacillus và nitrat trong
nước thải được chuyển thành nitrit, oxit nitơ và
khí nitơ (NO3- NO2- NO N2O N2).
Kết quả là các hợp chất chứa nitơ trong nước
thải đã bị loại bỏ hoàn toàn.
Như vậy khi hệ pilot được vận hành theo quy
trình SBR kết hợp quá trình xử lý hiếu khí và
thiếu khí đã giúp loại bỏ không chỉ COD trong
nước thải mà còn loại bỏ được triệt để các hợp
chất chưa nitơ trong nước thải nuôi tôm mà khi
so sánh với các hệ chỉ vận hành theo quy trình
hiếu khí không thực hiện được.
3.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của
nhiệt độ đến quá trình xử lý sinh học nước
thải nuôi tôm
Bảng 4. Sự biến đổi các giá trị đặc trưng của nước thải nuôi tôm
theo thời gian xử lý ở nhiệt độ khác nhau
Giá trị
(mg/l)
Nhiệt độ
(oC)
Ban đầu 2 ngày 5 ngày 7 ngày 8 ngày
Hiệu suất xử
lý (%)
COD
28 543,2 432,5 168,7 121,6 98,2 81,92
33 520,6 321,5 203,1 105,5 78,1 85,00
38 585,5 480,4 378,6 297,6 148,3 74,67
45 572,2 540,4 536,4 538,7 542,5 5,19
NH4+
28 3,42 1,64 0,74 0,34 0,18 94,74
33 3,02 1,24 0,52 0,21 0,14 95,36
38 2,47 2,22 1,58 1,14 0,62 74,90
45 2,80 2,70 2,65 2,61 2,61 6,79
NO2-
28 0,83 1,05 0,52 0,42 0,26 68,67
33 0,69 0,98 0,36 0,31 0,12 82,61
38 0,79 0,87 0,58 0,46 0,28 64,56
45 0,75 0,86 0,70 0,69 0,71 5,33
128
Từ kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ
khác nhau đến hiệu suất quá trình xử sinh học
nước thải nuôi tôm cho thấy khi hệ SBR hoạt
động ở nhiệt độ quá cao 45oC, hiệu quả loại bỏ
carbon và nitơ giảm đáng kể (Bảng 4). Đặc biệt
ở 3 ngày cuối gần như quá trình xử lý không
thể thực hiện. Điều này cho thấy hệ vi sinh vật
không thích nghi với điều kiện nhiệt độ > 45oC
và có thể chết đi. Kết quả nghiên cứu cho thấy
với điều kiện nuôi tôm ở Việt Nam nói chung
và Bình Định nói riêng có nhiệt độ dao động
trong khoảng từ 26oC đến 38oC thì có thể duy
trì được sự phát triển của hệ vi sinh vật khi
thực hiện quá trình xử lý nước thải. Đặc biệt
khi nhiệt độ tăng lên 33oC là điều kiện thuận
lợi cho hệ vi sinh vật phát triển mạnh nhất và
quá trình xử lý nước thải đạt hiệu quả cao nhất.
4. KẾT LUẬN
Nước thải nuôi tôm với thành phần chất rắn lơ
lững, các chất thải hữu cơ và các hợp chất chứa
nitơ được xử lý qua hệ lọc sinh học MBBR kết
hợp với quá trình vận hành SBR (hiếu khí kết
hợp với thiếu khí) đã cho hiệu quả xử lý cao.
Trong khoảng thời gian 8 ngày, quá trình loại
bỏ các chất gây ô nhiễm đạt hiệu quả cao đặt
biệt hiệu quả đối với quá trình loại bỏ các hợp
chất chứa nitơ mà nhiều hệ lọc sinh học hiếu
khí không thực hiện được. Nước thải sau xử lý
đạt yêu cầu cho phép được xả thải dành cho
nuôi tôm nước lợ theo QCVN 02 - 19 :
2014/BNNPTNT. Kết quả nghiên cứu cũng chỉ
ra rằng với điều kiện nhiệt độ môi trường biến
đổi đến < 38oC thì hệ vi sinh vẫn có thể thực
hiện được quá trình xử lý. Các kết quả này mở
ra triển vọng ứng dụng xử lý nước thải nuôi
tôm trong thực tế theo công nghệ vận hành
tuần tự hiếu khí kết hợp thiếu khí SBR và được
lọc qua màng sinh học MBBR.
Lời cảm ơn. Nghiên cứu này được tài trợ một
phần kinh phí từ Dự án TEAM (mã số
ZEIN2016PR431).
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Viện kinh tế và quy hoạch thủy sản, Báo cáo
tổng hợp quy hoạch nuôi tôm nước lợ vùng
Đồng bằng sông Cửu long đến năm 2020, tầm
nhìn 2030, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông
thôn (2015).
2. DongZheng et. al, Performance evaluation
and microbial community of a sequencing
batch biofilm reactor (SBBR) treating
mariculture wastewater at different
chlortetracycline concentrations, Journal of
Environmental Management 182, 496-504
(2016).
3. Allen K.S. Lau et al., Sequencing batch
membrane photobioreactor for simultaneous
cultivation of aquaculture feed and polishing
of real secondary effluent, Journal of Water
Process Engineering 29, 100779 (2019).
4. R. Boopathy, C. Bonvillain, Q.
Fontenot, M. Kilgen, Biological treatment
of low-salinity shrimp aquaculture
wastewater using sequencing batch reactor,
International Biodeterioration &
Biodegradation 59, 16 - 19 (2007).
5. Q. Fontenot, C. Bonvillain, M. Kilgen, R.
Boopathy, Effects of temperature, salinity, and
carbon: nitrogen ratio on sequencing batch
reactor treating shrimp aquaculture
wastewater, Bioresource Technology 98, 1700
-1703 (2007).
6. Guo-zhi Luo, Yoram Avnimelech, Yun-feng
Pan, Hong-xin Tan, Inorganic nitrogen
dynamics in sequencing batch reactors using
biofloc technology to treat aquaculture sludge,
Aquacultural Engineering 52, 73–79 (2013)
7. L. Nyanti, G. Berundang and T.Y. Ling,
Short Term Treatment of Shrimp Aquaculture
Wastewater Using Water Hyacinth
(Eichhornia crassipes), World Applied
Sciences Journal 8 (9), 1150-1156 (2010).
129
Các file đính kèm theo tài liệu này:
nghien_cuu_xu_ly_sinh_hoc_cho_nuoc_thai_nuoi_tom_tai_binh_di.pdf