Chuyên Đề Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi bằng mô hình Biogas kết hợp hồ sinh học thực

Tên đề tài

Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi bằng mô hình Biogas kết hợp hồ sinh học thực vật

​

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1. Lý do chọn đề tài . 1

1.2. Nội dung nghiên cứu . 2

1.3. Mục tiêu nghiên cứu . 2

1.3.1. Mục tiêu cụ thể . 2

1.3.2. Mục tiêu lâu dài . 2

1.4. Đối tượng và quy mô nghiên cứu . 3

1.4.1. Đối tượng . 3

1.4.2. Quy mô nghiên cứu 3

1.5. Phương pháp nghiên cứu . 4

1.5.1. Phương pháp luận 3

1.5.2. Phương pháp cụ thể . 3

1.6. Giới hạn đề tài . 4

1.6.1. Thời gian tiến hành nghiên cứu . 4

1.6.2. Thời gian phân tích mẩu 4

1.6.3. Các thông số quan trắc . 4

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI VÀ CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ ĐẾN MÔI TRƯỜNG

2.1. Tổng quan về nước thải chăn nuôi heo – nguồn gốc phát sinh, thành phần, chính chất 5

2.1.1. Chất thải rắn và lỏng 5

2.1.2. Khí thải 8

2.2. Ảnh hưởng đến môi trường . 10

2.2.1. Ô nhiễm môi trường nước . 10

2.2.2. Ô nhiễm môi trường không khí . 12

2.2.3. Ô nhiễm môi trường đất 17

CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ SINH HỌC KỴ KHÍ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI VÀ HỒ SINH HỌC THỰC VẬT

3.1. . Quá trình lên men kị khí các chất hữu cơ 18

3.1.1. Cơ chế của quá trình lên men kị khí 18

3.1.1.1. Quá trình phát triển của vi khuẩn kỵ khí . 18

3.1.1.2. Quá trình phản ứng sinh hóa . 20

3.1.2 Những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình sinh khí Methane. 23

3.1.2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ kỵ khí 23

3.1.2.2. Các yếu tố thúc đẩy quá trình sinh khí . 27

3.1.3. Tổng quan về túi ủ Biogas 30

3.1.3.1. Nguyên lý hoạt động 30

3.1.3.2. Ưu điểm và nhược điểm của túi ủ 31

3.1.3.3. Những thuận lợi và bất lợi trong quá trình sản xuất biogas 31

3.2. Tổng quan về Hồ sinh học trong xử lý nước thải 33

3.2.1.Khái quát chung . 33

3.2.2. Quan hệ giữa giới thủy sinh trong hệ thống hồ sinh học và vai trò của chúng trong làm sạch nước thải . 35

3.2.2.1.Khái quát chung 35

3.2.2.2. Xử lý nước thải bằng thực vật (áp dụng công nghệ Phytoremediation) 37

3.2.3.Phân loại hồ sinh học 42

3.2.3.1.Hồ hiếu khí . 43

3.2.3.2.Hồ kỵ khí 43

3.2.3.3.Hồ tùy nghi . 43

3.3. Sơ lược về Bã mía, Cây lục bình và Cây rau muống . 44

3.3.1. Sơ lược về bã mía . 44

3.3.2. Cây lục bình (Eichhornia crassipers) . 45

3.3.2.1. Hình dáng . 45

3.3.2.2. Cấu tạo 45

3.3.2.3. Thành phần hoá học của lục bình 46

3.3.3. Cây rau muống (Ipomoea Aquatica) . 47

CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. Thời gian và địa điểm tiến hành nghiên cứu . 48

4.1.1. Thời gian nghiên cứu . 48

4.1.2. Địa điểm đặt mô hình 48

4.1.3. Địa điểm tiến hành phân tích mẩu 48

4.2. Mô hình thí nghiệm 48

4.2.1. Mô hình Biogas 48

4.2.2. Mô hình Hồ sinh học thực vật 50

4.3. Phương pháp thu mẩu – vận hành mô hình và phân tích mẫu . 50

4.3.1. Phương pháp thu mẫu . 50

4.3.1.1. Thu mẫu nước thải chăn nuôi heo tại cơ sở chăn nuôi 50

4.3.1.2. Thu mẫu sau các khoảng thời gian vận hành mô hình 51

4.3.1.3. Thu mẫu khí sinh ra . 55

4.3.2. Phương pháp phân tích mẫu 56

4.3.2.1. Phương pháp phân tích pH 56

4.3.2.2. Phương pháp phân tích SS . 56

4.3.2.3. Phương pháp phân tích BOD[SUB]5[/SUB] . 57

4.3.2.4. Phương pháp phân tích COD . 58

4.3.2.5. Phương pháp phân tích Tổng Coliform 59

4.3.2.6. Phương pháp phân tích Tổng Nito 60

4.3.2.7. Phương pháp phân tích Tổng Phospho 61

4.4. Kết quả nghiên cứu . 62

4.4.1. Thí nghiệm xác định các thông số đầu vào . 62

4.4.2. Kết quả thí nghiệm của lần nghiên cứu thứ nhất 62

4.4.2.1. Mô hình Biogas 62

a. Diễn biến pH theo thời gian ở hai nghiệm thức B[SUB]0[/SUB] và B[SUB]1[/SUB] . 62

b. Diễn biến SS theo thời gian ở hai nghiệm thức B[SUB]0[/SUB] và B[SUB]1[/SUB] 64

c. Diễn biến COD (mg/l) theo thời gian ở hai nghiệm thức B[SUB]0[/SUB] và B[SUB]1[/SUB] 66

d. Diễn biến BOD5 (mg/l) theo thời gian ở hai nghiệm thức B[SUB]0[/SUB] và B[SUB]1[/SUB] 67

e. Diễn biến T - N (mg/l) theo thời gian ở hai nghiệm thức B[SUB]0[/SUB] và B[SUB]1[/SUB] 69

f. Diễn biến T - P (mg/l) theo thời gian ở hai nghiệm thức B[SUB]0[/SUB] và B[SUB]1[/SUB] . 70

g. Thành phần khí Biogas sinh ra trong hai nghiệm thức ở lần nghiên cứu thứ nhất 72

4.4.2.2. Kết quả nghiên cứu hiệu quả xử lý của hồ sinh học thực vật lần nghiên cứu thứ nhất (tiếp theo nghiệm thức B1) 73

a. Diễn biến pH trong hồ thực vật 73

b. Diễn biến SS trong hồ thực vật 74

c. Diễn biến COD (mg/l) trong hồ thực vật 75

d. Diễn biến BOD[SUB]5[/SUB] (mg/l) trong hồ thực vật . 77

e. Diễn biến T – N (mg/l) trong hồ thực vật 77

f.Diễn biến T – P (mg/l) trong hồ thực vật 78

4.4.3. Kết quả thí nghiệm của lần nghiên cứu thứ hai 79

4.4.3.1. Mô hình Biogas 79

a. Diễn biến pH theo thời gian ở hai nghiệm thức B[SUB]0[/SUB] và B[SUB]1[/SUB] . 80

b. Diễn biến SS theo thời gian ở hai nghiệm thức B[SUB]0[/SUB] và B[SUB]1[/SUB] 81

c. Diễn biến COD (mg/l) theo thời gian ở hai nghiệm thức B[SUB]0[/SUB] và B[SUB]1[/SUB] 82

d. Diễn biến BOD5 (mg/l) theo thời gian ở hai nghiệm thức B[SUB]0[/SUB] và B[SUB]1[/SUB] 83

e. Diễn biến T - N (mg/l) theo thời gian ở hai nghiệm thức B[SUB]0[/SUB] và B[SUB]1[/SUB] 85

f. Diễn biến T - P (mg/l) theo thời gian ở hai nghiệm thức B[SUB]0[/SUB] và B[SUB]1[/SUB] . 86

g. Thành phần khí Biogas sinh ra trong hai nghiệm thức ở lần nghiên cứu thứ hai 88

4.4.3.2. Kết quả nghiên cứu hiệu quả xử lý của hồ sinh học thực vật lần nghiên cứu thứ hai (tiếp theo nghiệm thức B1) . 89

a. Diễn biến pH trong hồ thực vật 90

b. Diễn biến SS (mg/l) trong hồ thực vật . 90

c. Diễn biến COD (mg/l) trong hồ thực vật 91

d. Diễn biến BOD[SUB]5[/SUB] (mg/l) trong hồ thực vật . 92

e. Diễn biến T-N(mg/l) trong hồ thực vật 93

f. Diễn biến T-P(mg/l) trong hồ thực vật 94

4.5. Bàn luận: . 95

4.5.1 Về hiệu quả xử lý của mô hình Biogas truyền thống . 95

4.5.2 Về hiệu quả xử lý của mô hình Biogas bổ sung ngăn lọc bằng bã mía nâng cao hiệu quả xử lý . 96

4.5.3 Về khả năng xử lý của hệ thống hồ sinh học thực vật . 97

4.5.4 Về áp việc bổ sung bã mía vào mô hình Biogas kết hợp với hồ thực vật trong xử lý nước thải chăn nuôi 98

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

5.1. Kết luận 100

5.2. Kiến nghị . 101

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC