Đánh giá hiện trạng và đề xuất biện pháp nâng cao hiệu qua xử lý chất hữ cơ tại hệ thống xử lý nhà máy chế biến thủy sản bắc đẩu

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  NGUYỄN NGỌC THÀNH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ CHẤT HỮU CƠ TẠI HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỦY SẢN BẮC ĐẨU LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Đà Nẵng – 2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  NGUYỄN NGỌC THÀNH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ CHẤT HỮU CƠ TẠI HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỦY SẢN BẮC ĐẨU Chuyên ngành : Kỹ thuật môi trường Mã số : 8520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRẦN VĂN QUANG Đà Nẵng - 2022 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các nội dung, số liệu, kết luận văn trung thực tin cậy Tác giả luận văn NGUYỄN NGỌC THÀNH THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội ii ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ CHẤT HỮU CƠ TẠI HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỦY SẢN BẮC ĐẨU Học viên: NGUYỄN NGỌC THÀNH Chuyên ngành: Kỹ thuật mơi trường Mã số: Khóa: K41.KTM Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt: Nghiên cứu trình bày kết đánh giá trạng vận hành bể Aeroten với chế độ sục khí kéo dài xả nước theo đợt (SBR) đề xuất biện pháp nâng cao hiệu xử lý chất hữu nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu Kết khảo sát cho thấy cơng trình SBR vận hành với tải trọng khối lượng thấp 0,06 ÷ 0,11 gCOD/gMLVSS.ngđ; 0,018 ÷ 0,03 g NNH4+/gMLVSS.ngđ, tải trọng thể tích 0,5 ÷ 0,8 gCOD/m3.ngđ; 0,16 ÷ 0,21 gN-NH4+/m3.ngđ lưu lượng vào bể SBR 270 ÷ 405 m3/ngđ Như vậy, tải lượng theo COD có khả xử lý 338 ÷ 506kg/ngđ đáp ứng khoảng 23 ÷ 34% tải lượng theo COD so với công suất nhà máy Thực nghiệm phịng thí nghiệm cho kết quả, bể SBR có khả tăng tải trọng lên 0,24 ÷ 0,33 gCOD/gMLVSS.ngđ hiệu suất xử lý chất hữu theo COD đạt 74 ÷ 79% Kiến nghị cần phải thay đổi chế độ vận hành với thơng số xác định phịng thí nghiệm tăng tải trọng khối lượng khoảng 0,24 ÷ 0,33 gCOD/gMLVSS.ngđ, nồng độ bùn MLVSS khoảng ÷ 3,5g/L lưu lượng vào bể SBR 438 ÷ 655 m3/ngđ Theo đó, tải lượng theo COD có khả xử lý 548 ÷ 819kg/ngđ, đáp ứng khoảng 37 ÷ 55% so với cơng suất nhà máy Từ khóa – Bùn hoạt tính; bể aeroten; tải trọng chất hữu cơ; xử lý nước thải; chế biến thủy sản ASSESSMENT OF THE CURRENT SITUATION AND PROPOSED MEASURES TO IMPROVE THE EFFICIENCY OF ORGANICS TREATMENT IN THE WASTEWATER TREATMENT SYSTEM OF BAC DAU FISHERY FACTORY Abstract: The study presents the results of assessing the current operating status of the Aerotank with extended aeration and batch discharge (SBR) and proposes measures to improve the efficiency of the organic treatment in the wastewater treatment system of the Bac Dau fishery factory The results show that the SBR is working with low loading 0,06 ÷ 0,11 gCOD/gMLVSS.day, 0,018 ÷ 0,03 gN-NH4+/g MLVSS.day, loading volume 0,5 ÷ 0,8 gCOD/m3.day; 0,16 ÷ 0,21 gN-NH4+/m3.day, and the flow into the SBR tank is 270 ÷ 405m3/day Hence, the COD load capable of handling 338 ÷ 506kg/day only meets about 23 ÷ 34% of the COD load compared with the factory capacity Experiments in the laboratory showed that the SBR tank was capable of increasing the load by 0.24 ÷ 0.33 gCOD/gMLVSS.ngd and the COD treatment efficiency of organic matter was 74 ÷ 79% It is recommended to change the current operating mode with the parameters determined in the laboratory by increasing the mass load to about 0,24 ÷ 0,33 gCOD/gMLVSS.day, the MLVSS sludge concentration to about 3,0 ÷ 3,5g/L, and the flow into the SBR tank is 438 ÷ 655m3/day Accordingly, the COD load capable of handling 548 ÷ 819kg/day meets approximately 37 ÷ 55% of the COD load compared with the factory capacity Key words – Activated sludge; SBR; organic matter loading; wastewater treatment, seafood processing THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i TÓM TẮT LUẬN VĂN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH v DANH MỤC BẢNG viii CÁC CHỮ VIẾT TẮT ix MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Khái quát khu công nghiệp dịch vụ thủy sản Đà Nẵng 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Hiện trạng quản lý thu gom xử lý nước thải KCN DVTS Đà Nẵng 12 1.1.3 Các công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy sản phương pháp sinh học 14 1.2 Khái quát nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu .17 1.2.1 Giới thiệu nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu .17 1.2.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu 19 1.2.3 Hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu 20 CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 27 2.1 Đối tượng nghiên cứu 27 2.2 Nội dung nghiên cứu 27 2.2.1 Đánh giá hiệu xử lý chế độ vận hành cơng trình SBR hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu 27 2.2.2 Xác định thơng số vận hành q trình sinh hóa hiếu khí chuyển hóa chất hữu mơ hình quy mơ phịng thí nghiệm 30 2.2.3 Đề xuất biện pháp nâng cao hiệu xử lý chất hữu cho nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu 32 2.3 Phương pháp .32 2.3.1 Phương pháp thống kê .32 2.3.2 Phương pháp khảo sát tham vấn 33 THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội iv 2.3.3 Phương pháp lấy mẫu bảo quản mẫu 33 2.3.4 Phương pháp phân tích 33 2.3.5 Phương pháp mơ hình phịng thí nghiệm 34 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35 3.1 Đặc điểm nước thải chế biến thủy sản công nghệ xử lý nước thải nhà máy Bắc Đẩu .35 3.1.1 Đặc điểm nước thải chế biến thủy sản 35 3.1.2 Công nghệ xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu 41 3.2 Đánh giá hiệu xử lý chế độ vận hành cơng trình SBR hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu 42 3.2.1 Điều kiện q trình sinh hố hiếu khí 42 3.2.2 Hiện trạng vận hành q trình sinh hố hiếu khí .43 3.3 Kết thực nghiệm 51 3.3.1 Kết thực nghiệm 1: Mơ q trình vận hành cơng trình sinh hóa hiếu khí với chế độ sục khí kéo dài xả nước theo đợt (SBR) nhà máy mơ hình quy mơ phịng thí nghiệm 51 3.2.2 Kết thực nghiệm 2: Xác định thơng số vận hành q trình sinh hóa hiếu khí mơ hình quy mơ phịng thí nghiệm 53 3.4 Đề xuất biện pháp nâng cao hiệu xử lý chất hữu cho nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu .59 3.4.1 Đề xuất quy trình vận hành cơng trình sinh hóa hiếu khí nâng cao hiệu xử lý chất hữu 59 3.4.2 Tính tốn cơng trình sinh học đề xuất cho HTXLN nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu .61 3.4.3 Đề xuất biện pháp quản lý 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .63 TÀI LIỆU THAM KHẢO .64 PHỤ LỤC DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội v DANH MỤC HÌNH Hình 1 Vị trí khu cơng nghiệp dịch vụ thủy sản Đà Nẵng Hình Vị trí nhà máy phạm vi KCN DVTS Đà Nẵng Hình 3: Mục đích sử dụng nước loại chất thải, nước thải phát sinh từ dây chuyền chế biến sản phẩm (a) Cá fillet; (b) Cá ngừ đóng hộp; (c) Tôm đông lạnh (d) Surimi [4] Hình 4: Biểu đồ thể lưu lượng lớn nhỏ theo tháng doanh nghiệp sản xuất chế biến thủy, hải sản KCN năm 2020 Hình 5: Biểu đồ thể nồng độ chất hữu lớn nhỏ theo tháng doanh nghiệp sản xuất chế biến thủy, hải sản KCN năm 2020 11 Hình 6: Sơ đồ đấu nối thoát nước KCN 12 Hình 7: Sơ đồ hệ thống thoát nước nhà máy KCN 13 Hình 8: Q trình chuyển hóa chất hữu cơ, chất dinh dưỡng nước thải phương pháp sinh hóa điều kiện hiếu khí 15 Hình 9: Sơ đồ quy trình bể SBR hoạt động gián đoạn 16 Hình 10: Q trình oxy hóa chất hữu 17 Hình 11: Quá trình tổng hợp tế bào 17 Hình 12: Q trình oxy hóa nội bào 17 Hình 13: Vị trí nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu 18 Hình 14: Sơ đồ quy trình sản xuất 19 Hình 15: Mục đích sử dụng nước loại chất thải, nước thải phát sinh từ quy trình chế biến sản phẩm (a) Công đoạn chế biến thô; (b) Quy trình chế biến cá nguyên con; (c) Quy trình chế biến mực khơ (d) Quy trình chế biến chả cá Surimi [3] 20 Hình 16 Sơ đồ dây chuyền công nghệ 22 Hình 1:Vị trí lấy mẫu dịng vào hệ thống xử lý nước thải 27 Hình 2: Lấy mẫu nước thải: (a) dòng sơ chế (b) dòng surimi 28 Hình 3: Vị trí lấy mẫu khảo sát q trình sinh hóa hiếu khí 29 Hình 4: (a) Lấy mẫu đầu vào bể SBR; (b) Đo nhanh mẫu bể SBR; 29 Hình 5: (a) Thiết lập bình phản ứng; (b) Sơ đồ nguyên lý mơ hình 30 Hình 6: (a) Mơ hình thực nghiệm 1; (b) Mẫu nước sau xử lý;(c) Mẫu bùn trước 30 phút; (d) Mẫu bùn sau 30 phút 31 THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội vi Hình 7: (a) Chuẩn bị bùn hoạt tính; (b) Mơ hình thực nghiêm 32 Hình 1: Đồ thị thể tổng lưu lượng thải tháng 03 năm 2019-2021 35 Hình 2: Biểu đồ thể lưu lượng thải lớn, nhỏ trung bình tháng năm 2019 - 2021 36 Hình 3: Đồ thị thể lưu lượng tháng thải lớn, nhỏ 03 năm 2019 -2021 .36 Hình 4: Đồ thị thể tổng lưu lượng thải sản lượng sản xuất 03 năm 2019 - 2021 .37 Hình 5: Đồ thị thể lưu lượng theo ngày 03 năm 2019 -2021 37 Hình 6: Đồ thị thể tải lượng nhiễm chất hữu COD theo ngày 39 Hình 7: Đồ thị thể tải lượng nhiễm chất dinh dưỡng T-N theo ngày .39 Hình 8: Đồ thị thể tải lượng ô nhiễm chất hữu COD theo ngày 39 Hình 9: Đồ thị thể tải lượng ô nhiễm chất dinh dưỡng theo T-N 40 Hình 10: Đồ thị thể nồng độ COD đầu ngày 03 năm 2019 -2021 .41 Hình 11: (a) Trước lắng 30 phút; (b) Sau lắng 30 phút 43 Hình 12: pH đầu vào bể SBR 44 Hình 13: Độ kiềm đầu vào bể SBR 44 Hình 14: Giá trị TSS đầu vào bể SBR .44 Hình 15: Giá trị BOD5 đầu vào bể SBR 45 Hình 16: Giá trị COD đầu vào bể SBR .45 Hình 17: Giá trị N-NH4+ đầu vào bể SBR 46 Hình 18: Giá trị N-NO3- đầu vào bể SBR 46 Hình 19: Giá trị P-PO43- đầu vào bể SBR 47 Hình 20: Tải lượng chất hữu theo COD cần xử lý khả xử lý bể SBR .47 Hình 21: Hiệu suất xử lý COD theo tải trọng khối lượng 49 Hình 22: Hiệu suất xử lý N-NH4+ theo tải trọng khối lượng 49 Hình 23: Hiệu suất xử lý COD theo tải trọng thể tích 50 Hình 24: Hiệu suất xử lý N-NH4+ theo tải trọng thể tích 50 Hình 25: pH đầu vào mơ hình 51 THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội vii Hình 26: Độ kiềm đầu vào mơ hình 51 Hình 27: Giá trị TSS đầu vào mơ hình 51 Hình 28: Giá trị BOD5 đầu vào mơ hình 52 Hình 29: Giá trị COD đầu vào mơ hình 52 Hình 30: Giá trị N-NH4+ đầu vào mơ hình .52 Hình 31: Giá trị P-PO43- đầu vào mơ hình .52 Hình 32: Hiệu suất xử lý COD theo tải trọng khối lượng 53 Hình 33: Hiệu suất xử lý N-NH4+ theo tải trọng khối lượng 53 Hình 34: Giá trị pH đầu vào bể .54 Hình 35: Độ kiềm vào bể 54 Hình 36: Giá trị TSS vào bể 55 Hình 37: Giá trị BOD5 đầu vào bể 55 Hình 38: Giá trị COD đầu vào bể 56 Hình 39: Giá trị N-NH4+ đầu vào bể 56 Hình 40: Giá trị P-PO43- đầu vào bể 57 Hình 41: Hiệu suất xử lý COD theo tải trọng khối lượng 58 Hình 42: Hiệu suất xử lý N-NH4+ theo tải trọng khối lượng 58 Hình 43: Phương án đề xuất quy trình vận hành 60 THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội viii DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Lượng nước thải lớn nhỏ theo tháng doanh nghiệp sản xuất chế biến thủy, hải sản KCN DVTS Đà Nẵng Bảng 2: Thành phần nước thải chế biến thủy sản [1] Bảng 3: Nồng độ COD đầu lớn nhỏ theo tháng doanh nghiệp sản xuất chế biến thủy, hải sản KCN DVTS Đà Nẵng 10 Bảng 1: Phương pháp phân tích 33 Bảng 1: Chất lượng nước từ trình chế biến thủy sản 38 Bảng 2: Bảng thông số điều kiện môi trường 42 Bảng 3: Các thơng số bùn bể sinh hố hiếu khí (SBR) .42 Bảng Bảng tính toán tải trọng, hiệu suất bể SBR 48 Bảng Bảng tính toán tải trọng, hiệu suất bể SBR 48 Bảng Bảng tính toán tải trọng, hiệu suất bể SBR 49 THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội ... Giới thiệu nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu .17 1.2.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu 19 1.2.3 Hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu ... thủy sản Bắc Đẩu Để nâng cao hiệu xử lý chất hữu cho nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu biện pháp đề xuất bao gồm: - Đề xuất quy trình vận hành cơng trình sinh hóa hiếu khí nâng cao hiệu xử lý chất. .. KHOA  NGUYỄN NGỌC THÀNH ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ CHẤT HỮU CƠ TẠI HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỦY SẢN BẮC ĐẨU Chuyên ngành : Kỹ thuật