Nghiên cứu bước đầu xây dựng quy trình xử lý nước thải sản xuất bún quy mô hộ gia đình tại làng nghề Phú Đô - Từ Liêm - Hà Nội

Nội dung text: Nghiên cứu bước đầu xây dựng quy trình xử lý nước thải sản xuất bún quy mô hộ gia đình tại làng nghề Phú Đô - Từ Liêm - Hà Nội

1. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 25 (2009) 219-227 Nghiên cứu bước đầu xây dựng quy trình xử lý nước thải sản xuất bún quy mô hộ gia đình tại làng nghề Phú Đô - Từ Liêm - Hà Nội Lưu Minh Loan* Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên. ĐHQGHN, 334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 12 tháng 1 năm 2008 Tóm tắt. Bài báo giới thiệu một số kết quả nghiên cứu bước đầu về quy trình xử lý nước thải bún ở Phú Đô - Từ Liêm - Hà Nội bằng bùn hoạt tính dễ thực hiện, hiệu quả cao. Quy trình xử lý gồm ba bước cơ bản: nước thải bún được để lắng 18 giờ, sau đó pha loãng theo tỷ lệ 1 nước thải sản xuất / 2 nước thải sinh hoạt và bổ sung bùn hoạt tính theo tỷ lệ 5%, tại đây quá trình xục khí được diễn ra trong 21h. Sau đó nước thải được để lắng rồi thải ra ngoài. Kết quả thu được là: giá trị COD đã giảm từ 7800mg/l xuống còn 192 mg/l, hiệu suất đạt 98%. Bên cạnh đó đề tài cũng khuyến cáo các hộ dân nên sử dụng biogas thay cho việc dùng than củi như hiện nay. 1. Đặt vấn đề∗ trường nên họ cho rằng nếu xử lý như vậy rồi đổ ra Sông Nhuệ thì dân ở khu vực bên cạnh Phú Đô là một làng sản xuất bún thuộc không phải chịu nước thải ô nhiễm chứ họ huyện Từ Liêm, Hà Nội. Hiện nay Phú Đô có không được gì cả. Chính vì lý do đó mà hệ khoảng 400 hộ làm bún với sản lượng khá cao, thống xử lý ở cuối làng hiện nay vẫn không trung bình mỗi hộ sản xuất 1,5 tạ bún mỗi ngày, hoạt động. thậm chí có hộ lên tới 1 tấn bún/ngày, và chính Xuất phát từ những lý do nêu trên, chúng vì vậy mà mức độ ô nhiễm tại đây khá nghiêm tôi đã thực hiện đề tài ''Nghiên cứu bước đầu trọng. Từ trước đến nay, đã có một vài công xây dựng quy trình xử lý nước thải sản xuất bún trình nghiên cứu về nước thải ở Phú Đô, và ở quy mô hộ gia đình tại làng nghề bún Phú Đô - cuối làng cũng đã có một hệ thống xử lý nước Từ Liêm - Hà Nội'' với mục đích là xử lý nước thải tại hồ chứa ở cuối làng. Như vậy, nước thải thải sản xuất bún nói riêng và xử lý nước thải sản xuất bún (với nồng độ chất hữu cơ rất cao sản xuất tinh bột nói chung ngay tại hộ gia đình. lại chủ yếu là tinh bột) trong quá trình đi từ các Quá trình sản xuất bún cần sử dụng rất hộ gia đình đến hồ chứa đã bị lên men ôi chua nhiều nhiệt lượng để đun nấu tuy nhiên trong và bốc mùi hôi thối gây ô nhiễm môi trường làng không có hộ nào sản xuất biogas, hầu hết không khí trong thôn. Bên cạnh đó, người dân dùng than tổ ong. Như vậy không những gây ô trong thôn chưa có ý thức cao về bảo vệ môi nhiễm môi trường không khí mà còn phát sinh ___ ra nhiều chất thải rắn từ xỉ than. Đi từ đầu đến * ĐT.: 84-4-38584995. cuối làng đều nhận thấy mùi ô nhiễm từ nước E-mail: luuminhloan@yahoo.com thải bún và khói than tổ ong, và ở cuối làng có 219
2. 220 L.M. Loan / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 25 (2009) 219-227 rất nhiều bãi đổ xỉ than bừa bãi. Một trong cặn. Lấy 50 ml dung dịch cặn này cho vào 40 những hạn chế chủ yếu của việc sản xuất khí ml nước thải bún, rồi bổ sung các hoá chất sau: biogas là trong thành phần khí biogas thu được + Đường kính: 10 g có chứa các tạp chất của lưu huỳnh (ví dụ như + Pepton: 1 g H2S). Đây là một khí độc, gây mùi rất khó chịu và còn làm han gỉ các thiết bị đun nấu [1]. Vì + MgSO4.7H2O: 0,6 g vậy, để mở rộng phạm vi sử dụng và nâng cao + KH2PO4: 0,6 g hiệu quả kinh tế trong sản xuất biogas đề tài đã + Cao nấm men: 0,2 g tiến hành nghiên cứu để loại bỏ khí H2S ra khỏi sau đó bổ sung nước lã cho đủ 200 ml, và trung dòng khí biogas. hoà bằng dung dịch NaOH 0,1 N cho đến khi pH = 7. Chuyển toàn bộ 200 ml dung dịch bùn trên vào bình tam giác dung tích 500 ml, và đặt 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu trên máy lắc tốc độ 200 vòng/phút, nhiệt độ 28 - 30 0C. Sau 48 h lấy bình tam giác ra khỏi máy 2.1. Đối tượng nghiên cứu lắc để lắng, lấy cặn bùn ta được bùn hoạt tính. 1. Điều tra tình trạng ô nhiễm nước thải 2.2.3. Bố trí các thí nghiệm nghiên cứu xác làng nghề sản xuất bún Phú Đô. định các thông số xử lý nước thải tối ưu 2. Đưa ra quy trình xử lý nước thải sản xuất - Để xác định được thời gian lắng tối ưu, bún quy mô hộ gia đình hợp lý rẻ tiền và dễ sử chúng tôi tiến hành để lắng 20 lít nước thải sản dụng bằng phương pháp bùn hoạt tính. xuất bún. Lượng nước này được bổ sung sữa 3. Đề xuất xử lý chất thải rắn chăn nuôi và vôi (Ca[OH]2) để đưa pH lên bằng 7. Ngoài tác bã cặn nước thải sản xuất bún bằng biện pháp dụng trung hoà nước thải, sữa vôi còn có tác biogas và nghiên cứu xử lý khí H2S phát sinh từ dụng khác nữa là tăng khả năng kết lắng chất lơ hệ thống biogas gia đình. lửng. Xác định giá trị COD ở các thời điểm lắng tương ứng là : 6h, 10 h, 18h, 24h, 36h, 48h 2.2. Phương pháp nghiên cứu để tìm ra thời gian lắng hiệu quả nhất. - Để xác định tỷ lệ pha loãng thích hợp, 2.2.1. Phương pháp lấy mẫu và phân tích chúng tôi tiến hành thí nghiệm xử lý ở 4 tỷ lệ trong phòng thí nghiệm pha loãng khác nhau là: 1: 1, 1: 2, 1: 3 và 1: 4. Chất ô nhiễm trong nước thải sản xuất bún Nước dùng để pha loãng là nước thải sinh hoạt. ở đây chủ yếu là chất hữu cơ. Trong các chỉ tiêu Sau quá trình xử lý tiến hành xác định giá trị đánh giá chất lượng môi trường nước thì hai chỉ COD ở cả 4 mẫu để tìm ra tỷ lệ pha loãng tối ưu. tiêu COD, BOD là đại diện cho mức độ ô nhiễm chất hữu cơ, trong đó thông số COD bao - Để xác định pH tối ưu cho xử lý bằng bùn hàm cả giá trị BOD, vì vậy tại nghiên cứu này hoạt tính, chúng tôi bố trí thí nghiệm xử lý tại thông số COD được chọn là chỉ tiêu để đánh giá các điều kiện pH = 5,0; 6,0; 6,5; 7,0; 7,5; 8,; mức độ ô nhiễm của nước thải. Các thông số bình thứ 7 để nguyên không điều chỉnh. Sau đó cần xác định được phân tích theo phương pháp xác định hiệu quả xử lý ở cả 7 mẫu trên để tìm chuẩn về phân tích môi trường [2]. ra được giá trị pH tối ưu trong xử lý. 2.2.2. Phương pháp nuôi tạo bùn hoạt tính - Sau khi tìm ra các điều kiện tối ưu, chúng Bùn hoạt tính được nuôi tạo từ nước thải ở tôi tiến hành xử lý mẫu nước trong bể xử lý Phú Đô theo cách thức như sau:lấy 1 lít nước ở dung tích 10l. Quá trình sục khí được thực hiện cống thải Phú Đô để lắng 1 ngày sau đó gạn trong thời gian 28h. Trong quá trình sục khí tiến phần nước trong, còn lại khoảng 200 ml nước hành lấy mẫu nước ở các thời gian: 0h; 4h; 8h;
3. L.M. Loan / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 25 (2009) 219-227 221 12h; 18h; 24h; 28h. Sau đó xác định số lượng vi Bảng 1. Đặc trưng của nước thải sản xuất bún khuẩn phân huỷ tinh bột và giá trị COD ở tất cả các mẫu trên để tìm ra thời gian sục khí tối ưu TT Tên chỉ Mẫu Mẫu Mẫu TCVN tiêu 1 2 3 trong xử lý. 1 COD 7478 80 7854 7510 2.2.4. Phương pháp nghiên cứu xử lý khí (mg/l) 2 BOD 5328 50 H2S 5 5700 5100 - Tiến hành xử lý khí biogas bằng chất (mg/l) 3 pH 4,5 4,9 4,8 5,5 - 9 hấp phụ laterit. Qua các giá trị ở bảng 1 cho thấy nước thải bún ô nhiễm nặng (gấp khoảng 100 lần tiêu chuẩn cho phép), và chủ yếu là ô nhiễm chất 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận hữu cơ dễ phân huỷ sinh học (tỷ lệ BOD/COD >1/2). Như vậy, xử lý nước thải này bằng biện 3.1. Đánh giá độ ô nhiễm của nước thải bún pháp sinh học sẽ là thích hợp nhất thôn Phú Đô - Từ Liêm - Hà Nội. Kết quả phân tích chất lượng nước thải sản 3.2. Kết quả nuôi tạo bùn hoạt tính xuất bún thu được như sau: Phương pháp tạo bùn hoạt tính (BHT) được mô tả trong phần 2.2.2. Để đánh giá hiệu quả của việc nuôi tạo bùn hoạt tính, chúng tôi xác định thành phần và số lượng các nhóm vi sinh vật trong bùn trước và sau khi nuôi tạo, kết quả thu được như sau: Bảng 2. Số lượng vi sinh vật trong bùn hoạt tính trước và sau khi nuôi tạo Tên mẫu pH Số lượng vi sinh vật (CFU/ml) VSV dị dưỡng VK phân giải Xạ khuẩn phân Nấm mốc phân hiếu khí tinh bột giải TB giải TB BHT trước nuôi tạo 5,5 0,98.106 2,36.108 0,86.103 2,2.103 BHT sau nuôi tạo 6 4,4. 1010 3,2.1011 1,4. 105 4,1.104 Kết quả ở bảng 2 cho thấy: sau khi nuôi tạo được như vậy thì bùn hoạt tính này có thể sử số lượng vi sinh vật trong bùn hoạt tính tăng lên dụng vào xử lý nước thải sản xuất bún. rất nhiều, hàng chục nghìn lần so với trước khi nuôi tạo. Số lượng vi sinh vật dị dưỡng hiếu khí 3.3. Kết quả nghiên cứu xử lý nước thải sản tăng khoảng 50.000 lần (từ 0,98.106-4,4. 1010), xuất bún vi khuẩn phân giải tinh bột tăng 1.500 lần (từ 2,36.108-3,2.1011) và hoạt tính phân giải của Trong các nghiên cứu trước đây [3-5] về xử chúng cũng tăng lên (hình 6). Nhóm nấm mốc lý nước thải nói chung và xử lý bằng biện pháp và xạ khuẩn cũng tăng, nhưng không nhiều như bùn hoạt tính nói riêng, thì đều đưa ra mô hình nhóm vi khuẩn (chỉ đạt 4,1.104 và 1,4. 105 xử lý gồm 3 giai đoạn cơ bản : CFU/ml). Lọc cơ học (song chắn rác) ® Lắng ® Xử Như vậy, quy trình nuôi tạo bùn hoạt tính lý ® Lắng ® Nước thải đã xử lý đã thu được kết quả tốt, và với chất lượng đạt
4. 222 L.M. Loan / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 25 (2009) 219-227 Các công đoạn lọc bằng song chắn rác và 4 Lắng sau 18 h 3228 3052 lắng thường được sử dụng trong các mô hình xử 5 Lắng sau 24 h 3076 3013 lý bởi vì nó gần như không tốn kinh phí, hoá 6 Lắng sau 36 h 3268 3201 chất nhưng lại có tác dụng làm giảm một phần 7 Lắng sau 48 h 4108 3639 đáng kể lượng chất ô nhiễm. Bảng 3 cho thấy trong thời gian từ 0h – 6h Áp dụng vào trường hợp nước thải sản xuất bún, có nhiệt độ cao (khoảng 40-50oC), mức độ giá trị COD giảm nhanh rõ rệt. Từ 6 h – 24 h ô nhiễm chất hữu cơ cũng cao, nên trước khi xử lượng chất ô nhiễm tiếp tục giảm nhưng chậm dần và từ 24 h đến 48 h giá trị COD lại có xu lý bằng phương pháp bùn hoạt tính cần phải để hướng tăng lên. lắng nhằm hạ nhiệt độ và loại bỏ một phần chất ô nhiễm (lắng bước 1). Khi quá trình xử lý kết Giá trị COD tăng lên sau 24 giờ có thể được thúc các chất ô nhiễm còn lại trong nước thải và giải thích là do: sau một thời gian nhất định, các xác chết vi sinh vật vẫn đang tồn tại lơ lửng hạt lơ lửng có kích thước lớn đã lắng hết xuống trong nước, vì vậy cần để lắng một thời gian đáy, bên cạnh đó các vi sinh vật lại tăng trưởng thích hợp nữa (lắng bước 2) rồi mới cho thải ra đến mức mà lượng oxi hoà tan hay chất N, P môi trường xung quanh. Xuất phát từ những cơ trong nước không còn đủ để cung cấp cho sở lý thuyết về xử lý nước thải và những đặc chúng phát triển và hoạt động tốt. Như vậy lúc điểm thực tế của nước thải sản xuất bún nên này, vi sinh vật không những không làm sạch chúng tôi lựa chọn quy trình xử lý như sau: nước thải mà còn có thể bị chết và dẫn đến giá Nước thải sản xuất bún trị COD không những không giảm tiếp mà lại có xu hướng tăng lên. Lắng (bước 1) Sau thời gian để lắng 18 giờ giá trị COD giảm từ hơn 8000mg/l xuống còn khoảng 3000 Xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính – 3200 mg/l. Nếu để lắng tiếp cho đến 24 giờ thì COD có thể giảm xuống nữa, nhưng mức độ Lắng (bước 2) Nước đã xử lý giảm không đáng kể mà sẽ mất nhiều thời gian Để nâng cao hiệu suất xử lý nước thải bún, xử lý. Vậy thời gian để lắng hiệu quả nhất là 18 chúng tôi tiến hành nghiên cứu tìm ra các điều giờ. kiện tối ưu trong quá trình xử lý. 3.3.2. Kết quả xác định tỷ lệ pha loãng tối 3.3.1. Kết quả xác định thời gian để lắng tối ưu ưu Nước thải sản xuất bún có hàm lượng chất Kết quả phân tích giá trị COD ở những thời hữu cơ rất cao (sau khi để lắng COD khoảng điểm lắng khác nhau thu được như sau: hơn 3000 mg/l). Với nồng độ chất hữu cơ nhiều như vậy, sẽ ức chế đến sự sinh trưởng và phát Bảng 3. Giá trị COD của nước thải sau các triển của vi sinh vật dẫn đến hiệu quả xử lý thời gian để lắng không cao. Vì vậy cần phải pha loãng nước thải bún trước khi xử lý bằng bùn hoạt tính. Thí TT Thời gian để Giá trị COD (mg/l) nghiệm xử lý được tiến hành ở 4 tỷ lệ pha lắng Mẫu đợt Mẫu đợt loãng khác nhau là: 1: 1, 1: 2, 1: 3 và 1: 4. 1 2 1 Mẫu ban đầu 8478 8121 Nước dùng để pha loãng là nước thải sinh hoạt. 0 h Sau quá trình xử lý tiến hành phân tích giá trị 2 Lắng sau 6 h 4305 4225 COD và thu được kết quả như sau: 3 Lắng sau 10 h 3280 3196
5. L.M. Loan / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 25 (2009) 219-227 223 Bảng 4. Ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng đến giá trị COD sau xử lý TT Tỷ lệ pha loãng Giá trị COD sau xử lý(mg/l) Hiệu qủa xử lý (%) Nước thải không pha loãng: COD = 3018 mg/l 1 Pha loãng tỷ lệ 1:1 446 85 % 2 Pha loãng tỷ lệ 1:2 235 92 % 3 Pha loãng tỷ lệ 1:3 229 93 % 4 Pha loãng tỷ lệ 1:4 224 93 % Bảng 4 cho thấy tỷ lệ pha loãng có ảnh hưởng đến giá trị COD sau xử lý, tỷ lệ pha Như vậy, hiệu suất xử lý đạt cao nhất ở môi loãng càng cao thì giá trị COD càng giảm. Tuy trường trung tính với pH nằm trong khoảng 6,5 nhiên khi pha loãng ở tỷ lệ 1:3, 1:4 sẽ phải sử – 7,5. Tiến hành tính toán lượng vôi cần bổ dụng nhiều nước và xây bể xử lý lớn như vậy sung cho thấy, để đưa pH của nước thải bún lên hiệu quả kinh tế không cao so với xử lý ở tỷ lệ khoảng pH = 6,5-7,5 thì cần bổ sung sữa vôi pha loãng 1 : 2. Như vậy, tỷ lệ pha loãng tối ưu theo tỷ lệ: 4-5 gam trên 1lít nước thải sản xuất nhất là 1 : 2. bún. 3.3.3. Kết quả xác định giá trị pH tối ưu 3.3.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của Để tìm ra khoảng pH thích hợp, thí nghiệm thời gian sục khí lên sự sinh trưởng của vi sinh được tiến hành với các giá trị pH lần lượt như vật và hiệu quả xử lý sau: 4; 5; 5,0 ; 6,0 ; 6,5 ; 7,0 ; 7,5 ; 8. Sau quá Sau khi đã xác định được các thông số xử lý trình xử lý phân tích giá trị COD và thu được tối ưu như: tỷ lệ bùn hoạt tính, thời gian để kết quả như sau: lắng, tỷ lệ pha loãng, và điều kiện pH, chúng tôi tiến hành thí nghiệm với các thông số tối ưu nói Bảng 5. Ảnh hưởng của pH lên giá trị trên trong bể xử lý dung tích 10 lít. Khí oxi COD sau xử lý được cung cấp bằng máy sục khí đảm bảo DO TT Giá trị COD sau xử lý Hiệu quả xử của nước thải bằng 3 - 4 mg/l. Quá trình xục khí pH (mg/l) lý được thực hiện trong thời gian 28h. Tiến hành Giá trị COD trước xử lý: 1127 mg/l lấy mẫu nước ở các thời gian: 0h; 4h; 8h; 12h; 1 pH = 4,5 215 81% 18h; 24h; 28h. Sau đó xác định số lượng vi 2 pH = 5,0 204 82% khuẩn phân huỷ tinh bột và giá trị COD ở các 3 pH = 6,0 195 83% mẫu trên để tìm ra thời gian sục khí tối ưu. Kết 4 pH = 6,5 151 87% quả xác định số lượng vi sinh vật và phân tích 5 pH = 7,0 137 88% giá trị COD thu được như sau: 6 pH = 7,5 146 87% 7 pH = 8,0 178 84% Bảng 6. Sự thay đổi giá trị COD và số lượng VSV trong quá trình xử lý nước thải bún Phú Đô TT Thời gian lấy mẫu VSV phân huỷ tinh bột (CFU/ml) COD sau xử lý (mg/l) 1 Mẫu 0h 1,3.107 1725 2 Mẫu 4h 4,2.108 1316 3 Mẫu 8 h 6,2.109 968 4 Mẫu 12 h 3,6. 1010 613 5 Mẫu 18 h 7,3. 1010 382 6 Mẫu 21 h 7,8. 1010 364 7 Mẫu 24 h 7,6. 1010 386 8 Mẫu 28 h 7,2. 1010 407
6. 224 L.M. Loan / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 25 (2009) 219-227 Sè l­îng Vi khuÈn G2i¸0 00trÞ COD (mg/l) 9000 (10.000.000. CFU/ml) 1800 8000 1600 7000 1400 6000 1200 5000 COD 1000 4000 Vi khuÈn 800 3000 600 400 2000 200 1000 0 0 Thêi gian 0h 4h 8h 12 18h 21 24 28 Hình 1. Đồ thị biểu diễn sự biến thiên giá trị COD và số lượng Vi khuẩn phân giải tinh bột trong quá trình xục khí Đồ thị cho thấy: ngay sau thời gian xử lý 4h 3.3.5. Quy trình xử lý số lượng vi khuẩn phân huỷ tinh bột đã tăng lên Như vậy, để xử lý nước thải bún cần đến 3 hơn 30 lần, sau đó số lượng này tiếp tục tăng và bể xử lý liên thông với nhau. Bể 1 là nơi tập 10 đạt đến cực đại tại thời điểm 21 giờ, đạt 7,8.10 trung nước thải bún và trung hoà pH. Tại đây, CFU/ml. Số lượng vi khuẩn này duy trì cho đến nước thải được để lắng 18 h rồi đưa sang bể 2. 24 giờ và sau đó bắt đầu giảm dần. Sự tăng số Nước thải sinh hoạt của hộ gia đình cũng được lượng vi khuẩn phân huỷ tinh bột tỷ lệ nghịch dẫn vào bể 2 theo tỷ lệ: 1nước thải sản xuất bún với giá trị COD, khi số lượng vi khuẩn đạt cực + 2 nước thải sinh hoạt. Bổ sung bùn hoạt tính, đại (thời điểm 21giờ) thì cũng là lúc giá trị phân lân, phân đạm (để nồng độ N, P đạt tỷ lệ COD giảm tối đa, chỉ còn 364 mg/l. Sau thời BOD: N:P = 100: 5 : 1 thì cần bổ sung phân lân gian 21 giờ hàm lượng COD lại có xu hướng và phân đạm theo công thức 130mg/l và 90 tăng lên. Điều này có thể được giải thích như mg/l) vào nước thải trong bể 2 và tiến hành xục sau: khi số lượng vi khuẩn phân huỷ tinh bột khí 21 giờ. Khi quá trình xử lý bằng bùn hoạt tăng lên thì chúng phân huỷ nhiều chất hữu cơ tính ở bể 2 kết thúc, nước thải được đưa sang bể để sinh trưởng và phát triển, cũng có nghĩa là 3. Tại đây, nước thải được để lắng khoảng 1 giá trị COD sẽ giảm xuống. Tại thời điểm 21 ngày rồi thải ra ngoài. giờ khi số lượng vi khuẩn đạt cực đại cũng là Phần bùn lắng ở đáy các bể 1, bể 2 và bể 3 lúc hàm lượng COD giảm thấp nhất. Ngay sau được lấy ra ngoài và có thể sử dụng làm nguyên khi vi khuẩn đã tăng trưởng đến pha cực đại thì liệu ủ biogas. Đối với làng nghề bún Phú Đô thì số lượng của chúng bắt đầu giảm xuống, lúc việc sản xuất khí đốt biogas đem lại nhiều lợi này xác chết của vi sinh vật nhiều dần lên và ích. Thứ nhất là có thể sử dụng khí biogas thay giá trị COD lại tăng lên. thế cho việc dùng than để đun nấu như hiện nay
7. L.M. Loan / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 25 (2009) 219-227 225 (gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng xấu đến Bảng 7. Các thông số tối ưu trong quá trình xử lý sức khoẻ người sản xuất). Thứ hai là có thể tận nước thải bún dụng nguồn phân lợn và cặn bùn xử lý làm nhiên liệu ủ biogas, như vậy vừa hạn chế chất TT Các thông số Giá trị Thời gian để lắng (bước 1) 18 giờ thải ra môi trường lại vừa kinh tế. Tỷ lệ bùn hoạt tính bổ sung vào 5% Tỷ lệ pha loãng 1 : 2 Lượng phân đạm 90 mg/l Lượng phân lân 130mg/l Giá trị pH 6,5 – 7,5 Thời gian xục khí 21 giờ Để xác định hiệu suất xử lý của quy trình, chúng tôi tiến hành xử lý nước thải trong bể dung tích 10 lít, với 7 thông số tối ưu ở bảng 7. Kết quả thu được như sau: Bảng 8. Hiệu quả xử lý nước thải sản xuất bún qua các công đoạn TT Tên mẫu Đợt 1 Đợt 2 TCVN 5945 -2005 COD (mg/l) COD (mg/l) 1 Nước thải bún (đầu vào) 7810 7200 2 Nước thải sau để lắng 18 h 3646 3542 3 Nước thải sau xử lý bùn hoạt tính 425 410 4 Nước thải đầu ra 192 183 80 Hiệu quả xử lý % 98% 97% So với tiêu chuẩn Việt Nam 5945 : 2005 - tiêu chuẩn chất lượng nước thải công nghiệp 3.4. Xử lý khí H2S trong khí biogas thải vào các thủy vực không được dùng làm 3.4.1. Kết quả phân tích hàm lượng H2S nguồn nước cho mục đích sinh hoạt - thì giá trị trong mẫu biogas gia đình giới hạn cho phép đối với nước thải sản xuất Mẫu biogas được lấy từ hầm ủ khí sinh học bún ở Phú Đô là COD = 80 mg/l. (Nước thải ở tại gia đình ông Lã Văn Thi, xóm Mới, thôn đây đổ ra Sông Nhuệ, không phải là sông dùng Nga Mỹ Hạ, xã Thanh Mai, huyện Thanh Oai, để cấp nước sinh hoạt). tỉnh Hà Tây. Như vậy có nghĩa là, mặc dù quá trình xử lý Quy trình phân tích hàm lượng H S trong đạt hiệu suất đến 98%, nhưng nước thải ra vẫn 2 mẫu khí được tiến hành như sau: Khí biogas chưa đạt tiêu chuẩn cho phép. Hiện nay ở cuối được dẫn qua dung dịch NaOH 0,15 mol/l và làng Phú Đô có 1 hồ chứa nước thải (nhưng phản ứng của quá trình này là: hiện nay hồ này đang bị cạn khô và không được sử dụng vào mục đích gì), nên chúng tôi đưa ra 2NaOH + H2S = Na2S + 2H2O đề xuất cải tạo hồ này thành hồ điều hoà và Tiến hành phân tích hàm lượng S2- trong nuớc thải sau khi xử lý được dẫn vào hồ điều dung dịch NaOH sau phản ứng ta sẽ tính được hoà rồi mới thải ra sông Nhuệ. Tại hồ điều hoà, hàm lượng H2S trong khí biogas. Trong quá các chất hữu cơ còn lại sẽ được các vi sinh vật trình nghiên cứu, chúng tôi đã lấy mẫu 2 lần. trong hồ phân huỷ tiếp. Kết quả phân tích mẫu thu được như sau:
8. 226 L.M. Loan / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 25 (2009) 219-227 Bảng 9. Kết quả phân tích hàm lượng H2S Khí biogas sẽ được cho qua tháp hấp phụ trong mẫu biogas laterit nói trên theo đường từ dưới đáy lên. Phần khí còn lại sau khi qua tháp hấp phụ được dẫn Lần lấy mẫu 1 2 từ đỉnh tháp vào dung dịch NaOH. Dung dịch Nồng độ H2S trong 0,5.10-3 0,45.10-3 biogas (mol/l) NaOH sau khi biogas đi qua được phân tích nồng độ S2- tạo thành, từ đó ta tính được hàm 3.4.2. Kết quả xử lý H2S bằng phương pháp lượng H2S còn lại sau khi qua tháp hấp phụ và hấp phụ như vậy ta sẽ suy ra được hiệu suất xử lý. Trong nghiên cứu này chúng tôi xem xét Tiến hành cho khí biogas có hàm lượng H2S khả năng xử lý H2S của laterit. Chất hấp phụ bằng 0,5.10-3 qua cột chất hấp phụ laterit với laterit được chứa trong cột hấp phụ có kích các lưu lượng khác nhau thu được kết quả như thước: đường kính 3 cm, chiều cao h = 20cm, sau: khối lượng chất hấp phụ dùng 200 gam. Bảng 10. Hiệu suất xử lý H2S bằng chất hấp phụ laterit Số thí nghiệm 1 2 3 4 5 6 7 Lưu lượng (lít/phút) 0,25 0,33 0,5 0,6 0,7 0,8 1,0 Thời gian xử lý 10 phút 10 phút 10 phút 10 phút 10 phút 10 phút 10 phút Hiệu suất xử lý (%) 88 85 82 83 79 75 76 Như vậy, việc xử lý bằng chất hấp phụ chính là nguồn nước gây ô nhiễm môi trường laterit đạt hiệu suất khoảng từ 75- 88%. Tuy làng nghề Phú Đô. hiệu suất chưa phải thật cao và đạt tiêu chuẩn - Đã đưa ra được quy trình xử lý nước thải quy định nhưng với hiệu suất như vậy có nghĩa bún ở quy mô hộ gia đình: hợp lý, dễ thực hiện, là lượng khí H2S qua xử lý đã giảm được hiệu quả cao, với các nguyên liệu xử lý rẻ tiền. khoảng 4 - 8 lần. Trong khuôn khổ đề tài này Giá trị COD của nước thải sau xử lý giảm được chúng tôi không có đủ thời gian cũng như kinh 97 - 98%. phí để thực hiện những nghiên cứu sâu hơn nên Các thông số cụ thể như sau: đây chỉ là kết quả ban đầu để đưa ra gợi ý về việc sử dụng laterit vào xử lý khí sinh học. Và + Thời gian để lắng (bước 1): 18 tiếng với kết quả như vậy, có thể sử dụng chất hấp + Tỷ lệ bùn hoạt tính bổ sung vào: 5 % phụ này vào xử lý trong bếp đun khí sinh học + Giá trị pH: 6,5 – 7,5 và cũng cần có những nghiên cứu chuyên sâu + Tỷ lệ pha loãng: 1 nước thải bún: 2 nước về điều kiện tiếp xúc, lượng chất hấp phụ, nhiệt thải sinh hoạt. độ, độ ẩm vật liệu hấp phụ nhằm đưa ra điều kiện tối ưu để hiệu suất sử lý đạt cao hơn nữa. + Lượng phân đạm cần bổ sung: 90 mg/l + Lượng phân lân cần bổ sung: 130 mg/l + Thời gian xục khí: 21 giờ. 4. Kết luận - Các hộ gia đình trong thôn Phú đô nên xây bể biogas thay thế cho việc dùng than như hiện - Nước thải sản xuất bún ở Phú Đô giàu tinh nay. bột, có pH thấp từ 4,5-5 và nồng độ chất ô Bài báo đã nhận được Kinh phí hỗ trợ từ nhiễm rất cao, vượt quá mức cho phép khoảng đề tài cấp ĐHQG QT 08-60 hơn 100 lần. Giá trị COD vào khoảng 7500 mg/l, BOD5 vào khoảng 5000-5700 mg/l. Đây
9. L.M. Loan / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 25 (2009) 219-227 227 Tài liệu tham khảo [3] Hoàng Kim Cơ, Trần Hữu Uyển, Lương Đức Phẩm, Lý Kim Bảng, Duơng Đức Hồng, Kỹ thuật Môi trường, Nxb Khoa học và Kỹ thuật, [1] Nguyễn Quang Khải, Công nghệ khí sinh học, Hà Nội, 2001. Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1995 [4] Hoàng Huệ, Giáo trình xử lý nước thải, Nxb [2] Lê Văn Khoa. Nguyễn Xuân Cự, Lê Đức, Trần Xây dựng, Hà Nội, 1996 Khắc Hiệp, Cái Văn Tranh, Phương pháp phân tích đất, nước, phân bón, cây trồng, Nxb Giáo [5] Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải dục, Hà Nội, 1996 bằng biện pháp sinh học, Nxb Gáo dục, Hà Nội, 2002. Initial study on building waste water treatment process of vermicelli production in household scale at the trade village of vermicelli production Phu Do - Tu Liem - Ha Noi Luu Minh Loan Faculty of Environmental Science, College of Science, VNU, 334 Nguyen Trai, Hanoi, Vietnam The article presents some of initial results on the waste water treatment process of vermicelli production at the trade village Phu Do - Tu Liem - Ha Noi by active mud method. Specific characteristics of this method are easy to conduct and bring a high effect. The treatment process includes three main steps: waste water of vermicelli production process is deposited in 18 hours, then diluted with the rate of one production waste water per two domestic waste water and supplied active mud with the rate of 5 percent, and here simultaneous combination of gas scour process during 21 hours. Ater that waste water is deposited and discharged outside. The obtain results are: amount of COD has increased from 7800 mg/l to have 192 mg/l left and the obtained performance of 98 percent. Besides, the project also recommend households to substitute biogas for currently charcoal.