Luận văn Chuyển đổi ammonium trong nước thải chăn nuôi heo bằng việc ứng dụng quá trình Nitrification và Anammox (Anaerobic Ammonium Oxidation)

 SVTH:Nguyeãn Thanh Huøng 1
Luận văn 
Chuyển đổi ammonium trong nước thải chăn 
nuôi heo bằng việc ứng dụng quá trình Nitrification 
và Anammox (Anaerobic Ammonium Oxidation) 
 SVTH:Nguyeãn Thanh Huøng 2
1. Đặt Vấn Đề 
Trong các ngành công nghiệp, trong đó có ngành chăn nuôi hàng năm tiêu thụ 
một lượng nước rất lớn. Từ đó thải ra một lượng nước thải rất lớn có nồng độ 
ammonium khá cao. Việc xả bỏ N - ammonium vào môi trường là một trong những 
nguyên nhân chính gây nên hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước, dẫn đến ô nhiễm 
và mất cân bằng sinh thái. Vì vậy việc nghiên cứu ứng dụng các quá trình khử 
ammonium trong các loại nước thải giàu nitơ mang một ý nghĩa thực tiễn cao. 
Ơ nước ta, công tác xử lý nước thải thường chỉ chú trọng đến việc loại bỏ COD, 
BOD mà chưa quan tâm đúng mức đối với chỉ tiêu ô nhiễm ammonium. Tại TP. Hồ 
Chí Minh chỉ có một số ít các cơ sở, xí nghiệp chăn nuôi có trang bị hệ thống xử lý 
nước thải và hầu hết là thải bỏ ra các kênh rạch, sông suối... 
Khám phá các loại vi sinh vật mới nhằm tìm ra các phương pháp mới để khử 
ammonium trong nước thải từ lâu đã được nghiên cứu trên thế giới. Ứng dụng quá 
trình Nitrification –Anammox để xử lý nước thải công nghiệp đang là đề tài hấp dẫn 
các nhà sinh vật học và môi trường học. Ở Việt Nam, ngành công nghệ môi trường 
tuy vẫn còn non trẻ, nhưng với sự quan tâm đặc biệt của nhà nước nên trong những 
năm gần đây đã có những tiến bộ đáng kể trong công tác nghiên cứu và ứng dụng các 
tiến bộ khoa học kỹ thuật vào công nghệ xử lý nước thải bảo vệ môi trường. 
Chính vì những lý do trên mà việc nghiên cứu ứng dụng quá trình Nitrification 
– Anammox, là quá trình khử ammonium bằng vi sinh vật hiếu khí- kỵ khí trong 
nước thải ngành chăn nuôi để cho sản phẩm cuối cùng là khí nitơ, một loại khí được 
xem như vô hại đối với môi trường, sẽ mở ra một hướng đi mới không những mang ý 
nghĩa về mặt khoa học, hơn thế nữa nó còn phù hợp với quan điểm phát triển bền 
vững hiện nay, đó là tăng trưởng kinh tế phải đi đôi với bảo vệ môi trường. 
2. Mục Tiêu Nghiên Cứu 
Nghiên cứu quá trình chuyển đổi ammonium trong nước thải chăn nuôi heo 
bằng việc ứng dụng quá trình Nitrification và Anammox (Anaerobic Ammonium 
Oxidation) 
3. Nội Dung Nghiên Cứu 
 SVTH:Nguyeãn Thanh Huøng 3
 Khảo sát thành phần và tính chất của bùn thải được lấy từ bể lắng (bùn hiếu 
khí) và từ bể kỵ khí (bùn kỵ khí) của hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi heo (Xí 
nghiệp heo giống Đông Á, huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương) 
 Nghiên cứu điều kiện môi trường thích hợp để vi khuẩn Nitrosomonas, 
Nitrobacter và Anammox trong bùn thải phát triển tốt. 
 Thiết kế, lắp đặt và vận hành mô hình. 
 Phân tích các chỉ tiêu N-NH4 , N-NO2 , N-NO3 , COD , P-PO4 , Fe , PH , SS, 
DO .của nước thải đầu vào và đầu ra. 
 Đánh giá hiệu quả của quá trình xử lý trong các điều kiện khác nhau. 
 Đề xuất xây dựng công nghệ thích hợp để xử lý ammonium cho ngành chăn 
nuôi heo. 
4. Phương Pháp Nghiên Cứu 
Cách Tiếp Cận 
 Nghiên cứu tài liệu liên quan đến hiên trạng xử lý nước thải của các cơ 
sở, xí nghiệp chăn nuôi heo ở Việt Nam 
 Khảo sát sự biến động về thành phần và tính chất của nước thải chăn 
nuôi heo. 
 Nghiên cứu tài liệu liên quan đến cơ sở lý thuyết và cơ sở thưc tiễn của 
quá trình Nitrification và Anammox trong và ngoài nước. 
Phương Pháp Nghiên Cứu 
 Tạo sự thích nghi cho các vi khuẩn Nitrosomonas, Nitrobacter và 
Anammox trong môi trường chứa bùn thải. 
 Xây dựng mô hình, vận hành ở các điệu kiện khác nhau. 
 Phân tích các chỉ tiêu hóa lý trong phòng thí nghiệm theo TCVN của 
nước thải đầu vào và đầu ra nhằm ổn định các thông số. 
 Từ các thông số đưa ra quy trình xử lý thích hợp. 
5. Giới Hạn Đề Tài 
 Các thí nghiệm và vận hành mô hình Pilot với quy mô 200 – 500 lít/ngày và 
thiết bị phản ứng ghép SHARON – ANAMMOX được thực hiện tại Viện Sinh Học 
Nhiệt Đới Thành Phố Hồ Chí Minh. 
 SVTH:Nguyeãn Thanh Huøng 4
 Nước thải được lấy từ Xí nghiệp heo giống Đông Á, huyện Dĩ An, tỉnh Bình 
Dương. 
 Nội dung tập trung vào việc ứng dụng quá trình Nitrification và Anammox để 
khử ammonium trong nước thải Xí nghiệp heo giống Đông Á. Từ đó đề xuất dây 
chuyền công nghệ thích hợp để khử ammonium trong nước thải chăn nuôi heo. 
6. Địa Điểm - Thời Gian Nghiên Cứu 
Địa Điểm 
Đề tài này được thực hiện tại Phòng Công Nghệ Biến Đổi Sinh Học và Môi 
Trường thuộc Viện Sinh Học Nhiệt Đới (Khu Thực Nghiệm Khoa Học và Công Nghệ 
Thủ Đức) 
 Giới Thiệu Viện Sinh Học Nhiệt Đới 
Viện Sinh Học Nhiệt Đới được thành lập theo Nghị định 24/CP của Thủ Tướng 
Chính Phủ Nuớc CHXHCN Việt Nam ngày 25/05/1993 và quyết định số 
22/KHCNQG, quyết định ngày 19/06/1993 của Ban Giám Đốc Trung tâm Khoa Học 
Tự Nhiên và Công Nghệ Quốc Gia đã đuợc Bộ Khoa Học Công Nghệ và Môi Trường 
cấp giấy chứng nhận hoạt động Khoa Học Công Nghệ số 260 ngày 30/03/1994 
Trụ sở chính của viện được xây dựng tại Thủ Đức và hoàn thành vào cuối năm 
1998. Viện có 11 phòng ban, phân viện nghiên cứu tại Đà Lạt có 4 phòng thí nghiệm 
chuyên ngành bảo tàng động thực vật Tây Nguyên và đơn vị nghiên cứu triển khai là 
Liên Hiệp Khoa Học sản xuất thực nghiệm sinh-hoá 
Viện có đội ngũ cán bộ khoa học gồm gần 107 người trong đó có 23 tiến sĩ và 
phó tiến sĩ, có 7 giáo sư và phó giáo sư 
Viện có nhiệm vụ nghiên cứu, ứng dụng và phát triển các phương pháp sinh học 
trong việc tạo và nhân giống cây trồng, vật nuôi và vi sinh vật đồng thời viện cũng có 
nhiệm vụ phân tích các chỉ tiêu trong nước thải, nước uống, nước sinh hoạt 
Thời Gian Nghiên Cứu 
Đề tài được thực hiện trong khoảng thời gian từ 01/04/2006 đến 01/11/2006. 
7. Y Nghĩa Của Đề Tài 
Y Nghĩa Khoa Học 
 Đây là đề tài mới được nghiên cứu ở Việt Nam trong những năm gần 
đây nên có tính khoa học cao nhằm tạo cho những nghiên cứu tiếp theo và khả năng 
 SVTH:Nguyeãn Thanh Huøng 5
ứng dụng kỹ thuật sinh học kỵ khí, hiếu khí với việc sử dụng nhóm vi khuẩn 
Nitrosomonas, Nitrobacter và Anammox, để xử lý nước thải có nồng độ ammonium 
cao. 
 Các thông số công nghệ thu được từ thực nghiệm sẽ tạo cơ sở ban đầu 
cho việc thiết kế quy trình công nghệ xử lý ammonium trong nước thải chăn nuôi 
heo. 
 Việc ứng dụng quá trình Nitrification và Anammox có khả năng xử lý 
triệt để nguồn ô nhiễm dạng nitơ trong nước thải, vì sản phẩm cuối cùng của quá 
trình là khí nitơ được coi là vô hại đối với hệ sinh thái. 
Ý Nghĩa Thực Tiễn 
 Sự thành công của đề tài mở ra khả năng ứng dụng trong xử lý nguồn 
nước thải giàu ammonium hiệu quả và tiết kiệm 
 Vì quá trình diễn ra trong điều kiện sục khí có giới hạn nên giảm tiêu 
hao năng lượng một cách đáng kể. Mặt khác không cần phải thêm chất dinh dưỡng 
nên có thể tiết kiệm lượng hóa chất lớn 
 Sản phẩn cuối cùng của quá trình là khí nitơ không độc hại với môi 
trường 
Tính Mới Của Đề Tài 
 Xác định được khả năng ứng dụng của quá trình Nitrification và 
Anammox để khử ammonium trong nước thải chăn nuôi heo 
 Xác định được khả năng áp dụng vào công nghệ xử lý nước thải chăn 
nuôi heo bằng ứng dụng phản ứng ghép SHARON – ANAMMOX. 
8. Tính Thực Tế Của Đề Tài 
Đề tài nghiên cứu này có tính ứng dụng rất cao vì trong nước thải ở một số 
ngành có nồng độ ammonium cao như: nước thải chăn nuôi heo, nước thải ở các nhà 
máy chế biến mủ cao su, nước rỉ rác, nước thải nhà máy chế biến thuỷ sản. 
9. Nhu Cầu Kính Tế Xã Hội 
Phương pháp này ít tốn kém nhưng có hiệu quả xử lý cao hơn so với những phương 
pháp xử lý hiện nay. 
 SVTH:Nguyeãn Thanh Huøng 6
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU TRONG NƯỚC – 
TỔNG QUAN CHUNG VỀ NƯỚC THẢI, NƯỚC THẢI 
 CHĂN NUÔI HEO 
Trong thời buổi phát triển nền văn minh nhân loại, nhu cầu về nước ngày càng 
tăng, do đó lượng nước thải ra ngày càng nhiều, mức độ ô nhiễm ngày càng trở nên 
trầm trọng. Nước thải đưa vào nước bề mặt những thành phần khác nhau, từ trạng 
thái tan, hoặc dưới dạng huyền phù, hay nhũ tương cho đến các loại vi khuẩn. Do 
tương tác hoá học của các chất đó, và cũng do sự thay đổi pH của môi trường nên các 
sản phẩm thứ cấp được hình thành chẳng hạn như quá trình oxy hoá muối Fe2+ trong 
nước thành muối Fe3+ hydroxyt không tan. Các chất kết tủa và huyền phù trong nước 
ngăn cản sự phát triển của các loại vi khuẩn tham gia vào quá trình làm sạch nước. 
Các chất huyền phù ngăn cản sự đâm xuyên của ánh sáng mặt trời xuống đáy nước 
gây hạn chế quá trình quang hợp của thực vật nhất là những loại rong biển nhờ vào 
ánh sáng mặt trời mà tạo được lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hoá các chất 
hữu cơ. Một số chất vô cơ và hữu cơ tan trong nước có ảnh hưởng độc hại đến sự 
phát triển của vi sinh vật, trong đó có cả những hợp chất mang tính axit bazơ vì 
chúng làm thay đổi pH trong nước ( 6.8 < pH < 8.0 làm hạn chế sự phát triển của một 
số vi khuẩn làm sạch nước)[14],[15] 
Phân tích nước thải là một trong những nhiệm vụ khó khăn và phức tạp nhất của 
ngành hoá học phân tích vì nước thải bao hàm nhiều thành phần khác nhau và chứa 
hàm lượng từ thấp đến cao. Một trong những đặc tính của nước thải gây khó khăn 
trong phân tích là tính không bền do tương tác hoá học phức tạp giữa các hợp phần bị 
biến đổi không ngừng. Do đó trong quá trình phân tích phải thực hiện nhiều lần, 
 SVTH:Nguyeãn Thanh Huøng 7
chọn các phương pháp có độ nhạy, độ chọn lọc cao, và phải có đầu óc phán đoán các 
thao tác các quá trình xảy ra để thu được kết quả chính xác. 
Sau đây là một số chất thải có mặt trong nước thải của một số ngành sản xuất 
công nghiệp.[1] 
 Đồ da: canxi, hydrosunfua, natrisunfua, crom, kẽm. 
 Đồ gốm: bari, cadimi, liti, mangan 
 Nhà máy sơn: bari, clorat, cadimi, coban, chì, kẽm, amoni, xút, các chất axit, 
các chất hữu cơ 
 Thuốc trừ sâu: đồng, bari, asen, silicflo, clo, một số chất độc hữu cơ. 
 Hoá dầu: các acid, kim loại, clorua, sunfat, các chất hữu cơ 
 Công nghiệp chăn nuôi: vi sinh, các hợp chất hữu cơ, các vi trùng, COD, NO3-
, NO-2, NH+4 
I.1. Sự Nhiễm Bẩn Nguồn Nước 
Sự nhiễm bẩn nguồn nước có thể xảy ra bằng hai cách: sự nhiễm bẩn tự nhiên 
và sự nhiễm bẩn nhân tạo. [3],[8] 
 Sự nhiễm bẩn tự nhiên là do quá trình phát triển và chết đi của các loài thực 
vật, động vật có trong nguồn nước, hoặc là do nước mưa lôi theo các chất bẩn 
từ trên mặt đất chảy vào nguồn nước. 
 Sự nhiễm bẫn nhân tạo chủ yếu là do xả nước sinh hoạt và công nghiệp vào 
nguồn nước. 
Nguồn nước bị nhiễm bẩn có thể đánh giá bằng các dấu hiệu đặc trưng sau đây. 
 Có xuất hiện các chất nổi trên bề mặt nước và các cặn lắng chìm xuống đáy 
nguồn. 
 Thay đổi tính chất lý học của nước nguồn ( thay đổi pH và hàm lượng của các 
chất hữu cơ, vô cơ, xuất hiện các chất độc hại ) 
 Lượng oxy hoà tan trong nước nguồn do đã tiêu hao để oxy hoá các chất bẩn 
hữu cơ vừa mới đưa vào. 
 Các vi khuẩn thay đổi về dạng và về số lượng có xuất hiện cả các vi trùng gây 
bệnh. 
 SVTH:Nguyeãn Thanh Huøng 8
 Nguồn nhiễm bẩn như đã trình bày có ảnh hưởng rất lớn đến việc sử dụng 
nguồn vào mục đ ...  46,6 75 73,2 14,0 54,2 25,7 11,9 0,2 7,98 
4 120 63,6 24 91,4 12,8 58,1 13,6 14,1 0,2 8,04 
17 1 300 0 298 0 28,0 0 0,2 1,6 0,4 7,83 
 SVTH:Nguyeãn Thanh Huøng 75
2 220 26,6 142 52,3 17,6 36,8 47,6 4,4 0,3 8,07 
3 168 44 73 75,5 14,2 49,2 25,1 10,4 0,2 7,77 
4 112 62,6 22 92,6 12,0 56,9 13,1 14,1 0,1 8,09 
19 1 290 0 292 0 30,2 0 0,2 2,3 0,4 8,03 
2 218 24,8 145 50,3 18,9 37,3 48,9 5,1 0,2 8,19 
3 163 43,7 68 76,7 13,2 56,1 27,9 10,6 0,2 8,02 
4 109 62,4 18 93,8 13,0 57,0 14,1 14,2 0,2 8,21 
21 1 306 0 287 0 29,0 0 0,2 1,9 0,4 7,95 
2 214 30,0 137 52,2 17,9 38,4 47,2 4,1 0,2 8,12 
3 158 48,3 69 75,9 15,0 48,3 23,2 11,2 0,2 8,03 
4 112 63,4 22 92,3 12,2 57,8 13,1 12,4 0,1 8,2 
23 1 298 0 292 0 30,4 0 0,2 2,4 0,4 7,86 
2 212 28,8 132 54,7 17,1 43,6 45,5 5,3 0,2 7,98 
3 154 48,3 70 76,0 13,2 56,3 20,1 12,6 0,2 7,8 
4 110 63,0 21 92,8 12,7 57,9 14,2 14,23 0,1 8,06 
25 1 300 0 280 0 28,1 0 0,2 1,7 0,3 7,92 
2 210 30,0 136 51,4 17,0 39,5 30,4 5,2 0,3 8,02 
3 148 50,6 68 75,7 15,3 45,4 28,6 12,9 0,2 8,05 
4 102 66,0 16 94,2 11,1 60,2 14,1 15,3 0,1 8,0 
27 1 294 0 286 0 28,7 0 0,2 2,6 0,3 8,04 
2 212 27,8 131 54,2 16,2 43,5 29,9 7,0 0,3 7,8 
3 136 53,7 67 76,5 14,1 50,9 25,1 10,9 0,2 7,92 
4 100 65,9 18 93,7 10,1 64,5 13,2 14,0 0,1 8,08 
29 1 298 0 278 0 30,0 0 0,3 1,3 0,3 7,94 
2 208 30,2 132 52,5 15,6 48,0 27,9 4,05 0,2 8,02 
3 123 58,7 68 75,5 12,1 59,7 23,3 12,3 0,1 8,0 
4 98 67,1 17 93,8 10,2 65,9 11,4 15,6 0,1 8,12 
31 1 290 0 282 0 30,8 0 0,2 2,4 0,3 7,92 
2 204 29,6 129 54,2 14,2 53,8 25,7 7,8 0,2 7,96 
3 118 59,3 54 80,8 12,8 58,3 20,6 12,0 0,2 8,02 
4 87 70,0 14 95,0 10,3 66,4 10,4 16,8 0,1 8,0 
 SVTH:Nguyeãn Thanh Huøng 76
IV.2. Biện luận 
Giai đoạn 1 
Bảng 11: Các thông số ô nhiễn của giai đoạn 1 
Biểu đồ 1: Hàm lượng COD của giai đoạn 1 
STT Chỉ tiêu Đầu vào (giá trị trung 
bình) (mg/l) 
Đầu ra (giá trị trung 
bình) (mg/l) 
Hiệu suất 
(H%) 
1 COD 435 205 52.87 
2 N-NH4 430 218 49.30 
3 P-PO4 45.0 22.1 50.88 
4 N-NO2 0.2 26.5 58.49 
5 N-NO3 0.9 4.0 - 
6 Fe 1.2 0.3 - 
HAØM LÖÔÏNG COD 
0
100
200
300
400
500
1 2 3 4 TUAÀN
NOÀNG ÑOÄ
40
42
44
46
48
50
52
54
HIEÄU SUAÁT
COD VAØO
COD RA
HIEÄU SUAÁT
 SVTH:Nguyeãn Thanh Huøng 77
Biề
u đồ 2: Nồng độ N-NH4 của giai đoạn 1 
Nhận xét: 
Từ biểu đồ: 1, 2 trên ta thấy hiệu suất khử COD và N-NH4 chưa cao. Vì vi 
khuẩn trong bùn còn ít và chưa thích nghi với các điều kiện (to , pH, lượng oxy hoà 
tan ) nên lượng vi sinh vật này bị chết. Do vậy cần phải bổ sung thêm bùn và vi 
sinh 
Giai đoạn 2: 
STT Chỉ tiêu Đầu vào (giá trị trung 
bình) (mg/l) 
Đầu ra (giá trị trung 
bình) (mg/l) 
Hiệu suất 
(H%) 
1 COD 390 158 59.48 
2 N-NH4 356 103 71.06 
3 P-PO4 37.8 13.7 63.67 
4 N-NO2 0.2 13.9 63.12 
5 N-NO3 1.2 9.0 - 
6 Fe 0.7 0.1 - 
Bảng 12: Các thông số ô nhiễn của giai đoạn 2 
NOÀNG ÑOÄ N_NH4
0
100
200
300
400
500
1 2 3 4
TUAÀN
NOÀNG ÑOÄ 
0
10
20
30
40
50
HIEÄU SUAÁT
NOÀNG ÑOÄ VAØO
NOÀNG ÑOÄ RA
HIEÄU SUAÁT
 SVTH:Nguyeãn Thanh Huøng 78
Bi
ểu 
đồ 3: Hàm lượng COD của giai đoạn 2 
Biể
u 
đồ 4: Nồng độ N-NH4 của giai đoạn 2 
Nhậx xét : 
Bùn vi sinh thêm vào đã phát huy tác dụng các chỉ tiêu (COD,N-NH4, N-NO2 
N-NO3, P-PO4 , Fe) đều giảm so với nồng độ ban đầu. 
Sau một thời gian hoạt động (3 tháng) ta thấy trên bề mặt giá thể xuất hiện một 
lớp màng nhầy mầu nâu. Cạo lớp vi sinh này và đem quan sát trên kính hiển vi thì 
HAØM LÖÔÏNG COD 
0
100
200
300
400
500
1 2 3 4 TUAÀN
NOÀNG ÑOÄ
0
10
20
30
40
50
60
70
HIEÄU SUAÁT
COD VAØO
COD RA
HIEÄU SUAÁT
NOÀNG ÑOÄ N_NH4
0
50
100
150
200
250
300
350
400
1 2 3 4
TUAÀN
NOÀNG ÑOÄ 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
HIEÄU SUAÁT
Series2
Series1
Series3
 SVTH:Nguyeãn Thanh Huøng 79
thấy chúng chính và một trong những chi của vi khuẩn Nitrosomonas và một số ít 
thuộc chi Nitrobacteria. 
Nồng độ N-NO3 sinh ra rất thấp do quá trình anammox đã chuyển N-NH4, N-
NO2 thành N2 và 1 phần N-NO3 cũng bị denitrat hoá thành N2 
Giai đoạn 3: 
STT Chỉ tiêu Đầu vào (giá trị trung 
bình) (mg/l) 
Đầu ra (giá trị trung 
bình) (mg/l) 
Hiệu suất 
(H%) 
1 COD 305 107 64.91 
2 N-NH4 287 28.5 90.06 
3 P-PO4 30.7 10.3 66.42 
4 N-NO2 0.2 13.5 68.25 
5 N-NO3 1.9 10.9 - 
6 Fe 0.4 0.1 - 
Bảng 13: Các thông số ô nhiễn của giai đoạn 3 
Biểu đồ 5: Hàm lượng COD của giai đoạn 3 
HAØM LÖÔÏNG COD 
0
50
100
150
200
250
300
350
1 2 3 4 TUAÀN
NOÀNG ÑOÄ
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
HIEÄU SUAÁT
COD VAØO
COD RA
HIEÄU SUAÁT
 SVTH:Nguyeãn Thanh Huøng 80
Biểu đồ 6: Nồng độ N-NH4 của giai đoạn 3 
Nhận xét: 
Vi sinh vật anammox có khả năng oxy hoá N-NH4 rất tốt. 
Giá thể (tôn xi măng) tỏ ra phát huy khá tốt vai trò của mình. Chúng tạo trên bề 
mặt những lớp màng vi sinh, và điều đó đã tạo điều kiện cho vi sinh bám vào. Sau 
một thời gian hoạt động (3 tháng) ta thấy trên bề mặt giá thể xuất hiện một lớp màng 
nhầy mầu nâu đỏ. Cạo lớp vi sinh này và đem quan sát trên kính hiển vi thì thấy 
chúng chính và một trong những chi của vi khuẩn anammox. 
Trong quá trình làm giàu anammox trong bùn, trên bề mặt nước thấy lúc nào 
cũng xuất hiện rất nhiều bọt khí chứng tỏ đã có khí sinh ra trong quá trình oxy hoá kị 
khí ammonium của anammox 
Từ biểu đồ: 5, 6 ta thấy hiệu suất khử COD tăng đáng kể và đạt đến 68 % và 
hiệu suất oxy hoá ammonium khá cao đến 94 %. 
Quá trình Nitrification và Anammox tỏ ra có hiệu quả đối với xử lý nước thải 
chăn nuôi. Tuy nhiên vi khuẩn phân bố không đều trong bể phản ứng nên khả năng 
phân huỷ còn hạn chế. 
NOÀNG ÑOÄ N_NH4
0
50
100
150
200
250
300
350
1 2 3 4
TUAÀN
NOÀNG ÑOÄ 
80
82
84
86
88
90
92
94
HIEÄU SUAÁT
Series2
Series1
Series3
HÀM LƯỢNG COD VÀO CỦA 3 GIAI ĐOẠN
0
100
200
300
400
500
1 2 3
GIAI ĐOẠN
NỒNG ĐỘ
TUẦN 1
TUẦN 2
TUẦN 3
TUẦN 4
HÀM LƯỢNG COD RA CỦA 3 GIAI ĐOẠN
0
50
100
150
200
250
300
1 2 3
GIAI ĐOẠN
NỒNG ĐỘ
TUẦN 1
TUẦN 2
TUẦN 3
TUẦN 4
 SVTH:Nguyeãn Thanh Huøng 81
HAØM LÖÔÏNG N_NH4 RA CUÛA 3 GIAI 
ÑOAÏN
0
50
100
150
200
250
300
1 2 3 GIAI ÑOAÏN
NOÀNG ÑOÄ
TUAÀN 1
TUAÀN 2
TUAÀN 3
TUAÀN 4
HAØM LÖÔÏNG N_NH4 VAØO CUÛA 3 GIAI 
ÑOAÏN
0
100
200
300
400
500
1 2 3
GIAI ÑOAÏN
NOÀNG ÑOÄ TUAÀN 1
TUAÀN 2
TUAÀN 3
TUAÀN 4
Biểu đồ 9: Hàm lượng N-NH4 vào của 
3 giai đoạn 
Biều đồ 10: Hàm lượng N-NH4 ra của 
3 giai đoạn 
HIEÄU SUAÁT P_PO4 CUÛA 3 GIAI ÑOAÏN
0
20
40
60
80
1 2 3
GIAI ÑOAÏN
H %
TUAÀN 1
TUAÀN 2
TUAÀN 3
TUAÀN 4
HIEÄU SUAÁT N_NO2 CUÛA 3 GIAI ÑOAÏN
0
20
40
60
80
100
1 2 3
GIAI ÑOAÏN
H %
TUAÀN 1
TUAÀN 2
TUAÀN 3
TUAÀN 4
Biểu đồ 11: Hiệu suất N-NO2 của 3 
giai đoạn 
Biểu đồ 12: Hiệu suất P-PO4 của 3 
giai đoạn 
 SVTH:Nguyeãn Thanh Huøng 82
Từ các biểu đồ: 7 – 14 , ta thấy hiệu suất xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm ở giai đoạn 
3 là cao hơn cả. Như vậy việc áp dụng giá thể trong việc xử lý nước thải khá hiệu 
quả. Điều đó chứng tỏ quá trình Nitrification và Anammox có hiệu quả trong việc 
khử các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước thải giầu ammonium nói chung và nước thải 
chăn nuôi heo nói riêng. Từ nghiên cứu này sẽ tạo điều kiện cho việc đề xuất các 
công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo. Dưới đây là một số đề xuất dây chuyền 
công nghệ xử lý ammonium nói riêng và nước thải giàu hợp chất hữu cơ nói chung. 
IV.3. Đề Xuất Dây Chuyền Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Chăn Nuôi Heo. 
 Phương án 1: Xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng phương pháp sinh học kết 
hợp với hồ thuỷ sinh. 
Các thông số đầu vào: 
 Số heo : >2000 con 
 COD : 3500 mg/l 
 BOD5 : 1950 mg/l 
 NH4+ : 865 mg/l 
 SS : 1248 mg/l 
Sơ đồ công nghệ: 
HIEÄU SUAÁT COD CUÛA 3 GIAI ÑOAÏN
0
10
20
30
40
50
60
70
1 2 3
GIAI ÑOAÏN
H%
TUAÀN 1
TUAÀN 2
TUAÀN 3
TUAÀN 4
HIEÄU SUAÁT N_NH4 CUÛA 3 GIAI ÑOAÏN
0
20
40
60
80
100
1 2 3
GIAI ÑOAÏN
H%
TUAÀN 1
TUAÀN 2
TUAÀN 3
TUAÀN 4
Biểu đồ 13: Hiệu suất COD của 3 
giai đoạn 
Biểu đồ 14: Hiệu suất N-NH4 của 3 
giai đoạn 
 SVTH:Nguyeãn Thanh Huøng 83
Sơ đồ 1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phương án 1 
Mô tả quy trình xử lý: 
Nước thải được bơm từ bể tập trung vào bể kỵ khí. Trong bể này quá trình 
methane hoá xẩy ra song song với quá trình khử COD và BOD. Nước thải sau khi 
qua xử lý trong bể kỵ khí được đưa qua bể hiếu khí. Trong bể này các vi sinh vật 
hiếu khí phát triển, xử lý đáng kể hàm lượng ammonium, COD và BOD. Sau đó 
nước thải lại tiếp tục đưa qua hồ thuỷ sinh vật. Hiệu quả xử lý trong hồ thuỷ sinh vật 
là khá cao. Nước thải sau khi qua hồ thuỷ sinh đạt tiêu chuẩn xả thải ra nguồn tiếp 
nhận. 
 Phương án 2: Xử lý nước thải chăn nuôi heo bằng công nghệ sinh học kỵ khí kết 
hợp hồ thực vật thuỷ sinh. 
Các thông số đầu vào: 
 Số heo : >5.000 con 
 COD : 5250 mg/l 
 BOD5 : 2480 mg/l 
 NH4+ : 952 mg/l 
 SS : 2248 mg/l 
Sơ đồ dây chuyền công nghệ: 
Bể thu gom Bể kỵ khí Nước thải Bể hiếu khí 
Bể lắng Nguồn tiếp 
nhận 
Hồ thuỷ sinh 
Hầm thu 
gom 
Bể lắng 
Lưới lọc 
phân 
Túi PE kỵ 
khí 
Hầm kỵ khí 2 
ngăn (có nắp 
composit) 
Nước thải 
vào 
 SVTH:Nguyeãn Thanh Huøng 84
Đường ống dẫn khí 
 Đường ống dẫn nước thải 
Sơ đồ 2: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phương án 2 
Mô tả quy trình xử lý: 
Nước thải được tập trung vào bể tập trung sau được đưa qua túi nhựa PE và 
hầm ủ kỵ khí. Tại đây quá trình methane hoá xẩy ra song song với quá trình khử 
COD và BOD. Nước thải sau khi qua bể kỵ khí được tiếp tục đưa qua bể lắng. Tại 
đây một phần cặn sẽ được giữ lại. Nước thải tiếp tục đi qua tháp lọc kỵ khí với các 
giá thể là các hạt mose. Lượng cặn còn lại trong nước thải sẽ được giữ lại hầu hết 
trong tháp lọc này. Sau đó nước thải lại tiếp tục được đưa qua hồ thuỷ sinh vật với 
các loài thuỷ sinh vật như : lục bình, rong đuôi chó, sen, rau muống. Hiệu quả xử lý 
trong hồ thuỷ sinh vật là khá cao, nước thải sau khi qua hồ thuỷ sinh đạt tiêu chuẩn 
xa thải ra nguồn tiếp nhận. 
 SVTH:Nguyeãn Thanh Huøng 85
CHƯƠNG V. KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 
V.1. Kết Luận 
Thí nghiệm đã chứng minh khả năng oxy hoá ammonium của chủng vi khuẩn 
nitrate hoá và anammox trong từng điều kiện môi trường cụ thể. 
Trong quá trình thí nghiệm ở các điều kiện khác nhau có rất ít khí nitơ được 
sinh ra do quá trình chuyển hoá nitrite thành nitrate nhiều hơn. 
Thí nghiệm đã chứng minh sự hiện diện của chủng vi khuẩn nitrate hoá và 
nhóm vi khuẩn kỵ khí anammox. 
Xác định được hiệu quả xử lý nồng độ ammonium và nitrite trên môi trường 
nước thải chăn nuôi heo. Từ đó đề xuất các công nghệ xử lý khác có hiêu quả cao 
hơn. 
V.2.Kiến Nghị 
 SVTH:Nguyeãn Thanh Huøng 86
Tuy nhiên, vì thời gian có hạn nên quá trình nghiên cứu chỉ nghiên cứu đối với 
môi trường nước thải chăn nuôi heo. Vì vậy cần phải nghiên cứu thực nghiệm trên 
nhiều môi trường khác nhau như: nước thải cao su, nước thải thuỷ sản, nước thải từ 
bãi rác  để từ đó tìm ra các điều kiện tối ưu nhất cho chủng loại vi sinh anammox 
và chủng vi sinh nitrate hoá phát triển tốt.