Đồ án Nghiên cứu bổ sung chế phẩm sinh học bio - D và semsr - 09 nhằm tăng cường hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi bằng công nghệ sinh học kỵ khí

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Ts. Trương Thanh Cảnh & ctv (2002), Mùi ô nhiễm không khí từ hoạt động chăn nuôi, báo cáo hội nghị khoa học tháng 10 – 2002, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Tp. Hồ Chí Minh. 2. Ts. Trương Thanh Cảnh & ctv (2002), Xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng keo tụ điện hóa, báo cáo hội nghị khoa học tháng 10 – 2002, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Tp. Hồ Chí Minh. 3. Đỗ Hồng Lan Chi, Lâm Minh Triết (2005), Vi sinh vật môi trường, Nxb Đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh. 4. Trần Thị Ngọc Diệu (2001), Nghiên cứu xây dựng các giải pháp quản lý môi trường thích hợp cho các cơ sở chăn nuôi qui mô vừa và nhỏ tại thành phố Hồ Chí Minh, Luận án cao học chuyên ngành Kỹ thuật môi trường, viện Môi trường và tài nguyên, Tp.Hồ chí minh. 5. Nguyễn Đức Lượng và Nguyễn Thị Thùy Dương (2003), Công nghệ xử lý nước thải, Nxb Đại học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh. 6. Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân (2008), Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, Nxb Đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh. 7. ThS. Đinh Hải Hà (2008), Giáo trình thực hành hóa môi trường, Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh. 8. Dương Nguyên Khang (2004), bài giảng Công nghệ xử lý chất thải, Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh. 9. PGS.TS Lương Đức Phẩm (2003), Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học, Nxb giáo dục. 10. Nguyễn Thị Hoa Lý (1994), Nghiên cứu các chỉ tiêu nhiễm bẩn của chất thải chăn nuôi heo tập trung và áp dụng một số biện pháp xử lý, luận án phó tiến sĩ khoa học nông nghiệp, Đại học Nông Lâm, Tp. Hồ Chí Minh. 11. Lê Trình (1997), Quan trắc và kiểm soát ô nhiễm môi trường nước, Nxb khoa học và kỹ thuật. 12. ThS. Lâm Vĩnh Sơn (2008), Giáo trình kỹ thuật xử lý nước thải, Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh. DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BOD (Biochemical oxygen demand) : Nhu cầu oxy sinh hóa COD (Chemical oxygen demand): Nhu cầu oxy hóa học SS (Suspended Solid): Chất rắn lơ lửng DO (Dissolved oxygen): Nồng độ oxy hòa tan UASB (Up-ward-flow Anaerobic Sludge Blanket): Bể phản ứng kỵ khí TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam CFU (colony forming unit): đơn vị hình thành khuẩn lạc DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật của chế phẩm vi sinh vật dạng bột 11 Bảng 2.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật của chế phẩm vi sinh vật dạng lỏng 11 Bảng 3.1 Lượng phân trung bình của gia súc trong một ngày đêm 12 Bảng 3.2 Thành phần hóa học cơ bản của các loại phân gia súc, gia cầm 13 Bảng 3.3 Thành phần hóa học của phân heo từ 70 – 100 kg 13 Bảng 3.4 Các loại vi khuẩn, ký sinh trùng có trong phân gia súc và điều kiện bị diệt 14 Bảng 3.5 Thành phần hóa học của nước tiểu heo từ 70 – 100 kg 16 Bảng 3.6 Tính chất của nước thải chăn nuôi heo 16 Bảng 3.7: Thành phần nước thải ở một số trại heo quốc doanh tại Tp. Hồ Chí Minh 19 Bảng 3.8: Chất lượng không khí chuồng nuôi của các xí nghiệp quốc doanh 20 Bảng 3.9  Đặc điểm các khí sinh ra khi phân hủy kỵ khí. 21 Bảng 3.10: Triệu chứng thấy ở công nhân khi có khí độc chăn nuôi 22 Bảng 3.11 : Tác hại của amonia lên người, gia súc, gia cầm 23 Bảng 3.12: Tác hại của H2S lên người và gia súc 24 Bảng 3.13: Các phương pháp và quá trình áp dụng xử lý mùi hôi 25 Bảng 3.14: Hiệu quả xử lý phân của hệ thống Biogas 27 Bảng 3.15: Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi 29 Bảng 4.1 : Một số vi khuẩn thủy phân 35 Bảng 4.2: Một số vi sinh vật lên men acid 36 Bảng 4.3: Những hợp chất được sử dụng bởi vi khuẩn methan 38 (loài) Bảng 4.4: Một số chủng vi khuẩn methane và cơ chất của chúng 38 Bảng 6.1 Kết quả thông số nước thải đầu vào 59 Bảng 6.2: Kết quả thông số nước thải bổ sung chế phẩm BIO-D sau 7 ngày 59 Bảng 6.3: Kết quả thông số nước thải bổ sung chế phẩm BIO-D sau 14 ngày 60 Bảng 6.4 Kết quả thông số nước thải bổ sung chế phẩm BIO-D sau 35 ngày 61 Bảng 6.4 Kết quả thông số nước thải bổ sung chế phẩm BIO-D sau 42 ngày 61 Bảng 6.5 Kết quả thông số nước thải bổ sung chế phẩm SEMSR-09 sau 7 ngày 62 Bảng 6.6 Kết quả thông số nước thải bổ sung chế phẩm SEMSR-09 sau 14 ngày 62 Bảng 6.7 Kết quả thông số nước thải bổ sung chế phẩm SEMSR-09 sau 35 ngày 63 Bảng 6.8 Kết quả thông số nước thải bổ sung chế phẩm SEMSR-09 sau 42 ngày 64 Bảng 6.9 Kết quả thông số nước thải đối chứng 64 DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ VÀ SƠ ĐỒ A. SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Qui trình sản xuất chế phẩm sinh học 4 Sơ đồ 3.1: Quá trình khử amin 17 Sơ đồ 3.2: Quá trình phân giải urê của nước tiểu 17 Sơ đồ 3.3: Quá trình chuyển hóa Ure 20 Sơ đồ 3.4: Các sản phẩm của quá trình phân hủy kỵ khí chất thải chăn nuôi 21 Sơ đồ 3.5: Quy trình công nghệ xử lý phân heo theo phương pháp ủ 26 Sơ đồ 3.6: Quy trình công nghệ xử lý phân heo theo phương pháp lọc và sấy 28 Sơ đồ 3.7: Quy trình công nghệ xử lý phân heo theo phương pháp lọc và thiêu đốt 29 Sơ đồ 3.8: Sự di chuyển của nước thải trong cánh đồng lọc chậm 30 Sơ đồ 4.1: Quá trình phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí 41 Sơ đồ 4.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên khả năng sinh khí của hầm ủ 43 B. ĐỒ THỊ Sơ đồ 6. 1 Sự biến thiên pH của các nghiệm thức 65 Đồ thị 6.2 Sự biến thiên nồng độ SS của các nghiệm thức 69 Đồ thị 6.3. Sự biến thiên nồng độ BOD5 giữa các nghiệm thức 75 Đồ thị 6.4 Sự biến thiên nồng độ COD giữa các nghiệm thức 80 Đồ thị 6.5 Sự biến thiên lượng E.Coli giữa các nghiệm thức 81 Đồ thị 6.6 So sánh hiệu quả xử lý SS giữa các nghiệm thức 82 Đồ thị 6.7 So sánh hiệu quả xử lý BOD5 giữa các nghiệm thức 82 Đồ thị 6.8 So sánh hiệu quả xử lý COD giữa các nghiệm thức 83 C. HÌNH ẢNH Hình 2.1 Chế phẩm BIO_D 7 Hình 2.2 Chế phẩm SEMSR 8 Hình 3.1: Ô nhiễm nguồn nước mặt do chất thải chăn nuôi heo tại quận 2, Tp.HCM 19 Hình 3.2: Các khu vực trong hồ sinh vật 31 Hình 3.3: Bể lọc sinh học 31 Hình 3.4: Bể Earotank (bể bùn hoạt tính) 32 Hình 3.5: Mương oxy hóa 32 Hình 4.1: The hydrolytic bacteria (Vi khuẩn thủy phân) 36 Hình 4.2 Pseudomonas sp. 37 Hình 4.3: Vi khuẩn Syntrophomonas wolfei 37 Hình 4.4: Hình thái chung của tế bào vi khuẩn methane 38 Hình 4.5: Một số vi khuẩn methanogens 40 Hình 4.6: Bể tự hoại 44 Hình 4.7 : Bể UASB 45 Hình 4.8: Bể lên men metan 45 Hình 4.9: Hầm biogas 46 Hình 4.10: Sử dụng năng lượng Biogas 46 Hình 5.1 : Mô hình phân hủy kỵ khí nước thải chăn nuôi heo 48 Hình 5.2:Mô hình phân hủy kỵ khí nước thải chăn nuôi heo 49 Hình 5.3: Hiện tượng sinh vòng indole sau khi nhỏ thuốc thử Kovac 54 Hình 5.4: Hiện tượng quan sát được sau 7 ngày chạy mô hình 55 Hình 5.5: Hiện tượng quan sát được sau 14 ngày 55 Hình 5.6: Hiện tượng quan sát được sau 42 ngày 56 MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ VÀ SƠ ĐỒ CHƯƠNG I MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1 1.2 Mục tiêu của đề tài 2 1.3 Nội dung nghiên cứu 2 1.4 Bố cục dự kiến 2 CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ CHẾ PHẨM SINH HỌC 2.1 Chế phẩm sinh học 2.1.1 Khái niệm 3 2.1.2 Công nghệ sản xuất chế phẩm sinh học 3 2.2 GIới thiệu về chế phẩm sinh học khảo sát 2.2.1 Chế phẩm sinh học BIO-D 7 2.2.2 Chế phẩm sinh học SEMSR 8 2.3 Tiêu chuẩn việt nam TCVN 7403:2003 2.3.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng cho chế phẩm sinh học dùng cho xử lý hầm cầu vệ sinh – dạng bột 10 2.3.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng cho chế phẩm sinh học dùng cho xử lý hầm cầu vệ sinh – dạng lỏng 11 CHƯƠNG III NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI 3.1 Nguồn gốc phát sinh, thành phần và tính chất của chất thải chăn nuôi 3.1.1 Chất thải rắn và lỏng 3.1.1.1 Phân 12 Xác súc vật chết 15 3.1.1.3 Thức ăn dư thừa, vật liệu lót chuồng và các chất thải khác 15 3.1.1.4 Nước thải chăn nuôi 15 3.1.2 Chất thải khí 3.1.2.1 Mùi hôi chuồng nuôi 16 3.1.2.2 Sự hình thành khí chuồng nuôi 17 3.1.2.3 Phân loại khí chuồng nuôi 17 3.2 Ô nhiểm môi trường của chất thải chăn nuôi 3.2.1 Ô nhiễm môi trường nước 18 3.2.2 Ô nhiễm môi trường không khí 20 3.2.3 Ô nhiễm môi trường đất 25 3.3 Xử lý và sử dụng chất thải chăn nuôi 3.3.1 Phương pháp xử lý mùi 25 3.3.2 Phương pháp xử lý phân 3.3.2.1 Phương pháp sinh học 26 3.3.2.2 Xử lý cơ học 27 3.3.3 Phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi 29 CHƯƠNG IV CÔNG NGHỆ SINH HỌC KỴ KHÍ XỬ LÝ NUỚC THẢI CHĂN NUÔI 4.1 Giới thiệu 34 4.2 Vi sinh vật tham gia quá trình sinh học kỵ khí 4.2.1 Nhóm 1: vi khuẩn thủy phân 35 4.2.2 Nhóm 2: Vi khuẩn lên men acid 36 4.2.3 Nhóm 3: Vi khuẩn acetic 37 4.2.4 Nhóm 4: Nhóm vi khuẩn metan 37 4.3 Các quá trình sinh học kỵ khí 4.3.1 Giai đoạn thủy phân 41 4.3.2 Giai đoạn acid hóa 41 4.3.3 Giai đoạn acetat hóa 42 4.3.4 Giai đoạn methane hóa 42 4.4 Các yếu tố kiểm soát quá trình kỵ khí 4.4.1 Nhiệt độ 42 4.4.2 Thời gian lưu 43 4.4.3 pH 43 4.4.4 Cạnh tranh giữa vi khuẩn metan và vi khuẩn khử sulfate 43 4.4.5 Các yếu tố gây độc 43 4.6 Một số công trình ứng dụng công nghệ sinh học kỵ khí 4.6.1 Bể tự hoại 44 4.6.2 UASB 44 4.6.3 Bể lên men metan 45 4.6.4 Hầm Biogas 46 CHƯƠNG V NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHÊN CỨU 5.1. Thời gian và địa điểm tiến hành 5.2 Vật liệu thí nghiệm 5.2.1 Đối tượng nghiên cứu 47 5.2.2 Dụng cụ, thiết bị 47 5.3 Phương pháp nghiên cứu 5.3.1 Mô hình phân hủy kỵ khí 48 5.3.2 Bố trí thí nghiệm 48 5.3.2.1 Thí nghiệm xác định các thông số nước thải đầu vào 48 5.3.2.2 Thí nghiệm xác định các thông số nước thải bổ sung BIO-D sau 7 ngày 54 5.3.2.3 Thí nghiệm xác định các thông số nước thải bổ sung BIO-D sau 14 ngày 55 5.3.2.4 Thí nghiệm xác định các thông số nước thải bổ sung BIO-D sau 35 ngày 56 5.3.2.5 Thí nghiệm xác định các thông số nước thải bổ sung BIO-D sau 42 ngày 56 5.3.2.6 Thí nghiệm xác định các thông số nước thải bổ sung SEMSR-09 sau 7 ngày 57 5.3.2.7 Thí nghiệm xác định các thông số nước thải bổ sung SEMSR-09 sau 14 ngày 57 5.3.2.8 Thí nghiệm xác định các thông số nước thải bổ sung SEMSR-09 sau 35 ngày 57 5.3.2.9 Thí nghiệm xác định các thông số nước thải bổ sung SEMSR-09 sau 42ngày 57 CHƯƠNG VI KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 6.1 Kết quả 59 6.2 Thảo luận 64 CHƯƠNG VII KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1 Kết luận 84 7.2 Kiến nghị 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC PHỤ LỤC Bảng 1. Các thông số môi trường của mẫu đối chứng Thời gian (ngày) pH SS (mg/l) BOD5 (mgO2/l) COD (mgO2/l) E.Coli (MPN/100ml) 0 6,40 4000 800 8000 460.108 0 6,39 5000 700 8320 460.108 0 6,44 5000 740 8640 460.108 7 6,20 4800 980 12480 1100.108 7 6,21 5000 980 12800 1100.108 7 6,22 5000 1000 12800 1100.108 14 6,22 3200 800 9600 240.108 14 6,25 3300 800 10560 240.108 14 6,25 3500 900 11200 240.108 35 7,0 1000 400 5760 150.108 35 7,01 1500 500 5440 150.108 35 7,04 1000 440 5760 150.108 42 7,35 800 300 6080 120.108 42 7,39 600 300 5440 120.108 42 7,37 1000 200 4800 120.108 Hình 1: Nơi lấy mẫu nước thải Hình 2: Khu vực xung quanh nơi lấy mẫu nước thải