Mục đích nghiên cứu đề tài
Phân tích một số chỉ tiêu nước thải trong công ty, đánh giá mức độ ô nhiễm để lựa chọn quy trình xử lý Nước thải ra đảm bảo đạt tiêu chuẩn xã ra nguồn hoặc nước được sử dụng vào mục đích khác.
Tính cấp thiết của đề tài
Hoạt động của một số Công ty, Xí Nghiệp trong ngành chế biến thủy sản ngày càng làm nguồn nước bị ô nhiễm (nguồn nước ngầm, nguồn nứơc mặt…) vì chưa có biện pháp xử lý nguồn thải đầu ra một cách tối ưu Một trong số đó là công ty xuất nhập khẩu thủy đặc sản Seaspimex Trước đây, khi công ty mới thành lập và xây dựng thì dân cư ở khu vực này rất ít, việc quản lý chất thải cũng không quá gắt gao như những năm trở lại đây Đứng trước tình trạng ngày nay, với khu dân cư ngày càng đông, lượng nước thải ra vượt quá tiêu chuẩn thải, công ty đã vài lần phải đóng phí phạt và cũng từng bị lên án vì gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh Vì vậy, công ty cần có hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh để khắc phục được tình trạng này.
Ứng dụng đề tài
Đề tài thực hiện nhằm phục vụ việc xử lý nước thải thủy sản cho các công ty, xí nghiệp chế biến thủy hải sản có lưu lượng nước khoảng 200 - 250m 3
Quy trình công nghệ được nghiên cứu mang tính ứng dụng, đảm bảo tính kinh tế, kỹ thuật và hiệu quả.
TỔNG QUAN NƯỚC THẢI
Tổng quan nước thải thuỷ sản
1.1.1 Đặc điểm chung của ngành chế biến thủy sản
Ngành công nghiệp chế biến thủy sản có một số đặc điểm chung như sau: Các sản phẩm chính bao gồm tôm đông lạnh, mực, bạch tuộc đông lạnh, cá philê đông lạnh , mực khô, trong đó mặt hàng chiếm tỉ trọng cao là tôm và cá philê đông lạnh Ngoài các mặt hàng chính tôm và cá đông lạnh, các nhà máy thường có rất nhiều mặt hàng phụ khác như chả giò, chả cá, tôm, nghêu, ếch… Sản lượng chế biến giữa các nhà máy rất khác nhau, dao động từ dưới 1 tấn đến 10 tấn/ ngày
Các nhà máy chế biến thủy sản thường phụ thuộc lớn vào nguồn nguyên liệu thu mua được và đơn đặt hàng nên sản lượng chế biến thay đổi rất lớn giữa các ngày/ mùa/ thời vụ trong một nhà máy
Quá trình vận hành sản xuất, trình độ sản xuất thì khá tương tự nhau, chủ yếu thao tác thủ công với số lượng lớn công nhân, chưa có sự can thiệp của máy móc
Các chất gây mùi được phát sinh từ hầu hết các quá trình chế biến như thủy sản đông lạnh, phơi, sấy khô, ướp tẩm gia vị các sản phẩm thủy sản, làm mắm tôm, mắm nêm…Ngoài ra mùi hôi còn phát sinh từ các cơ sở chế biến phế phẩm thủy sản làm thức ăn chăn nuôi Mùi hôi từ các cơ sở chế biến thủy sản khôn g có độc tính cao nhưng gây khó chịu, ảnh hưởng đến sức khoẻ
Nước thải có nguồn gốc từ động vật thủy sản, thành phần chất hữu cơ cao, nhiều đạm, mỡ, nhiều chất tẩy rửa, tính chất gây ô nhiễm môi trường sống nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khoẻ và chất lượng của sản phẩm chế biến
1.1.2 Các nguồn gây ô nhiễm chính
1.1.2.1 Ô nhiễm không khí trong chế biến thủy sản
Nguồn gây ô nhiễm không khí chính yếu là mùi hôi đặc trưng:
Mùi có thể phát sinh từ nhiều khu vực khác nhau như nguyên liệu chưa chế biến nhưng lưu trử không tốt, mùi từ nước rò rỉ trong nguyên liệu cá bám dính lên sàn nhà chưa kịp vệ sinh Quá trình sinh mùi diễn ra rất nhanh do các enzyme và các vi khuẩn trong bộ phận tiêu hoá của nguyên liệu thủy sản nếu bảo quản và lưu trử không tốt rất dễ bị phân hủy sinh ra NH3, H2S… gây nên mùi hôi Ở nhiệt độ 6 0 C đã hình thành amin kép bay hơi cũng gây nên mùi hôi Đối với quy trình đặc trưng khác như chế biến bột cá thì mùi hôi hầu hết phát sinh ở hầu hết các công đoạn, đặc biệt nguồn phát sinh mùi lớn nhất là từ hệ thống hấp, sấy khô Ở các hệ thống này có sử dụng một lượng khí lớn để tách ẩm trong nguyên liệu cá Dòng khí thoát ra khỏi máy sấy có nhiệt độ khoảng 95 0 C mang theo hơi nước và những chất gây mùi đặc trưng Bằng phương pháp sắc kí khí và quang phổ hấp thu người ta đã phát hiện ra trong khí thải từ các máy sấy cá gồm hydrogen sulfide H2S, amonia NH3, trimetyl amin N(CH3)3, carbon disulfide CS2, carbonylsunfide, methyl mercaptan, n-propyl mercaptans Tuy nhiên, mùi này phụ thuộc rất lớn vào độ tươi của nguyên liệu đưa vào sấy Trong trường hợp cá không được lưu trữ tươi trước khi đưa vào sấy thì gây mùi rất khó chịu Ví dụ như H2S: 2000 ppm, NH3 :1000ppm và các thông số về ngưỡng giới hạn H2S, NH3 lần lượt là (TLVs) NH3ppm, trong khi ngưỡng nhận biết là: H2S
= 0.00021ppm, NH3!.4ppm, Trimetyl amin có ngưỡng nhận biết: 0,00021ppm
Do đó, mùi khí thải là điều không thể tránh khỏi mặc dù có hệ thống xử lý mùi Mùi hôi đặc trưng nữa thường phát sinh ở các hố ga bố trí dọc theo hệ thống thoát nước thải sản xuất Thông thường các phế phẩm sản xuất không được thu gom hết bị cuốn theo nước thải, tại các hố ga các chát thải này bị lắng lại xảy ra quá trình phân hủy gây mùi thối Có những trường hợp nặng hơn, chúng có thể làm tắc nghẽn hệ thống thoát nước gây ngập úng làm mất vệ sinh
Việc sử dụng chlorine quá lạm dụng cũng gây mùi đáng kể
Ngoài ra mùi còn có thể phát sinh từ hệ thống máy lạnh Hệ thống máy lạnh thường sử dụng tác nhân lạnh là NH3 Trong quá trình vận hành và bảo trì máy lạnh có thể xảy ra hiện tượng rò rỉ khí NH3 gây mùi khá đặc trưng
Kết quả đo đạc môi trường không khí ở một số nhà máy thủy sản cho kết quả như trong bảng 1.1
Bảng 1.1: Chất lượng môi trường không khí ở một số nhà máy chế biến thủy sản
(Nguồn: Tổng hợp các kết quả đo của Trung tâm công nghệ Môi Trường CEFINEA)
1.1.2.2 Nước thải từ các hoạt động chế biến thủy sản Đối với ngành thủy sản thì nước thải từ các hoạt động chế biến sản xuất mới là vấn đề môi trường được quan tâm nhiều nhất
Phần lớn nước đã qua sử dụng tại các xí nghiệp chế biến thủy sản đều trở thành nước thải Đặc điểm của chế biến thủy sản là có lượng chất thải lớn Các chất thải có đặc tính dễ ươn hỏng và dễ thất thoát theo đường thâm nhập vào dòng nước thải
Loại nước thải này có thể nói là loại nước thải có mức độ ô nhiễm hữu cơ cao vì trong đó có prôtêin, chất rắn lơ lửng và chứa lượng lớn photphat và nitrat, chất béo, các chất hòa tan từ nội tạng Và cũng do tính chất trên mà vi sinh vật rất dễ dàng sinh trưởng nếu không kịp thời xử lý Nước thải loại này phát sinh từ nhiều khâu trong quá trình sản xuất như: tiếp nhận nguyên liệu, sơ chế nguyên liệu, nước luộc nguyên liệu, rửa bán thành phẩm và rửa dụng cụ lao động cũng như vệ sinh nhà xưởng v.v… Tùy theo từng khâu và quá trình cụ thể mà tính chất nước thải và mức độ ô nhiễm khi đó sẽ khác nhau Lưu lượng trong các xí nghiệp có thể dao động từ 100 đến hơn 500m 3 /ngày và nồng độ các chất ô nhiễm này đều rất cao, đặc biệt là các chỉ tiêu BOD, COD, SS, dầu mỡ, tổng P, tổng N
Nồng độ và chất lượng dòng thải phụ thuộc nhiều vào loại thủy sản được chế biến (mực, tôm, cá) và loại sản phẩm được mong muốn (đồ hộp, surimi, philê hay đóng nguyên con) Thành phần và tính chất nước thải chế biến thủy sản như trong bảng 1.2
Bảng 1.2: Thành phần và tính chất nước thải chế biến thủy sản
STT CHặ TIEÂU OÂ NHIEÃM ĐẶC TRƯNG ĐƠN VỊ HÀM LƯỢNG HÀM LƯỢNG
2 Cặn lơ lững (SS) mg/l 200 – 1.000 500
3 Nhu cầu oxy sinh học
4 Nhu cầu oxy hoá học
5 Toồng Nitụ (tớnh theo N) mg/l 50 – 200 80
6 Toồng Phoỏt pho (tớnh theo P) mg/l 10 – 100 30
7 Tổng hàm lượng dầu mg/l 3 – 4 3
(Nguồn: Tổng hợp các kết quả đo của Trung tâm Công nghệ Môi trường CEFINEA)
Các chất thải rắn phát sinh trong quá trình chế biếnthủy sản bao gồm các chế phẩm như vỏ tôm, đầu tôm, da mực, nội tạng tôm, mực… Loại chất thải này rất dễ bị cuốn theo dòng nước thải trong quá trình chế biến, còn phần thu gom
Tổng quan về xử lý nước thải thủy sản ở một số công trình
1.1.3 Tải lượng ô nhiễm nước thải trong chế biến thủy sản
Tải lượng ô nhiễm nước thải cũng có thể nhìn dưới một góc độ khác trên đơn vị sản phẩm nhằm đánh giá nhanh về tải lượng ô nhiễm cho ngành này Kết quả điều tra và tính toán đặc tính tải lượng thải/ 1 tấn nguyên liệu được thể hiện trong bảng 1.3
Bảng 1.3 Đặc tính tải lượng thải trong chế biến thủy sản
DẦU MỠ kg/taán TOÅNG P kg/taán TOÅNG N kg/taán
1.2 TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN Ở MỘT SỐ CÔNG TRÌNH
1.2.1 Tiêu thụ nước của ngành chế biến thủy sản
Tính đặc thù của chế biến thủy sản tiêu thụ rất nhiều nước và thải ra một lượng nước thải tương đương với lượng nước tiêu thụ có hàm lượng các chất hữu cơ cao Tỷ lệ tiêu thụ nước có thể thay đổi rất nhiều, phụ thuộc vào mô hình và tuổi thọ của nhà máy, dạng chế biến, khả năng dễ làm vệ sinh của nhà xưởng, dụng cụ chế biến, cách bố trí sử dụng vòi nước và đặc biệt là cơ chế quản lý nội vi cũng như ý thức tiết kiệm nước của công nhân Trên thực tế sự dao động trong tiêu thụ nước ở các nhà máy chế biến thủy sản là rất lớn Có thể tham khảo mức dao động tiêu thụ nước trong các nhà máy chế biến thủy sản theo điều tra một cách ngẫu nhiên như ở bảng 1.4
Bảng 1.4 Mức dao động tiêu thụ nước trong các nhà máy chế biến thủy sản
XN Qui trình cheá bieán
Nước dùng cho chế biến m 3 /naêm m 3 /T NL m 3 / T SP
1 Tôm, mực, cá đông lạnh và sản phẩm khoâ
3 Tôm, mực, cá đông lạnh và surimi 2.948 1.298 45.590 15,5 35,1
4 Tôm, mực, cá đông lạnh 1.080 602 21.500 19,9 35,7
5 Tôm, mực, cá, cua đông lạnh và sản phaồm khoõ
6 Tôm, mực, cá, cua, nghêu đông lạnh 4.484 1.323 287.000 64,0 216,9
7 Tôm, mực, cá đông lạnh và surimi
8 Tôm, mực, cá đông lạnh 4.459 2.190 83.291 18,7 38,0
10 Tôm, cá, cua, nghêu đông lạnh 11.633 1.659 15.750 1,4 9,5
11 Tôm, mực, cá đông lạnh 1.281 523 42.583 33,2 81,4
Các thông số ở bảng 1.4 thể hiện một bức tranh khá sinh động trong việc tiêu thụ nước ngành chế biến thuỷ sản, đó là:
Khó có thể đánh giá hoặc so sánh số liệu giữa các nhà máy với nhau từ góc nhìn tổng thể trên toàn bộ nhà máy vì tỉ lệ khối lượng các mặt hàng khác nhau và qui trình chế biến có ít nhiều công đoạn khác nhau
Việc cân bằng nước dùng cho từng qui trình chế biến tôm, mực, cá, nghêu riêng rẽ là cũng rất phức tạp vì các nhà máy chế biến thủy sản thường vận hành rất năng động tùy thuộc vào điều kiện chim trời cá nước
Mức tiêu thụ nước dao động rộng có thể phụ thuộc vào các yếu tố như:
- Các sản phẩm khô (ví dụ như : mực khô, cá khô…) thường tiêu thụ nước thấp
- Ngược lại, qui trình chế biến tôm, surimi thường tiêu tốn một lượng nước rất lớn
- Các nhà máy có cùng các chủng loại sản phẩm nhưng mức nước tiêu thụ trên một đơn vị sản phẩm khác nhau vì tỉ lệ các chủng loại sản phẩm khác nhau
- Các trường hợp mức tiêu thụ nước quá thấp có thể là do nguồn nguyên liệu chế biến đã được sơ chế từ một nơi khác
Các nhà máy chế biến thủy sản phần lớn sử dụng nước ngầm tự khai thác Một điều thật thú vị nữa là các nhà máy sử dụng nước ngầm thường có chỉ số tiêu thụ nước cao hơn nhiều so với các nhà máy sử dụng nước cấp thành phố Điều này cho thấy rằng khi chưa phải trả tiền nước và chưa phải xử lý nước thải thì chỉ số tiêu thụ nước còn cao Đa phần các nhà máy chế biến thủy sản không có đồng hồ đo nước trong từng khu vực sản xuất, ngoại trừ một số nhà máy sử dụng nước cấp thì chỉ mới có đồng hồ tổng cho toàn nhà máy Đa phần hệ thống phân phối nước và bố trí vòi nước chưa thể hiện được tính năng tiết kiệm nước, ví dụ như đường ống rò rỉ, vòi nước không điều chỉnh được, vòi không có áp lực, các ống nước mềm không có van khóa …
1.2.2 Tiêu thụ năng lượng ở các nhà máy chế biến thủy sản
Tiêu thụ năng lượng trong nhà máy chế biến hải sản thường chiếm một tỉ lệ lớn trong giá thành thành phẩm Năng lượng được sử dụng chủ yếu là điện năng Điện dùng cho máy cấp đông, kho trữ đông, máy làm đá, bơm nước, hệ thống điều hòa không khí, chiếu sáng, bơm nước…Trong đó máy cấp đông và kho trữ đông tiêu thụ điện nhiều nhất (thường chiếm khoảng 60% tổng lượng điện tiêu thụ trên toàn nhà máy) Ngoài ra, ở một số nhà máy có thể tiêu thụ năng lượng dưới dạng khỏc (Dầu DO, FO) nhưng chỉ chiếm một lượng nhỏ đểứ cung cấp hơi cho thiết bị luộc/ hấp, thiết bị thanh trùng
Suất tiêu thụ điện ở các nhà máy chế biến thủy sản cũng rất khác nhau Tham khảo mức dao động tiêu thụ điện trong các nhà máy chế biến thủy sản theo điều tra một cách ngẫu nhiên như ở bảng 1.5
Bảng 1.5: Mức dao động tiêu thụ điện trong các nhà máy chế biến thủy sản
XN Nguyên liệu Sản phẩm Lượng điện tiêu thụ (kwh)
Taán/naêm Taán/naêm KWh/naêm KWh/T NL KWh/T SP
Công suất tiêu thụ điện của ngành chế biến thủy sản phụ thuộc vào nhiều yeáu toá:
Loại và kích thước thành phẩm, kích thước sản phẩm càng lớn, thời gian cấp đông lâu hơn, tiêu thụ nhiều năng lượng hơn
Qui trình công nghệ chế biến, qui trình chế biến càng phức tạp, càng nhiều bước thì mức tiêu thụ điện năng càng nhiều (hệ thống lạnh, chiếu sáng,…)
Thời gian lưu trữ đông nguyên liệu và thành phẩm, phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu thu mua được cũng như khả năng xuất hàng đến với khách hàng Tuổi thọ của thiết bị và hoạt động bảo trì Thiết bị cũ và lạc hậu tiêu thụ nhiều năng lượng hơn và không hiệu quả bằng thiết bị mới Bảo trì không thường xuyên cũng là nguyên nhân dẫn đến thiết bị tiêu thụ nhiều năng lượng điện hơn
1.2.3 Lưu lượng, thành phần và tính chất nước thải chế biến thủy sản
1.2.3.1 Lưu lượng nước thải Đây là thông số quan trọng để quyết định công nghệ xử lý nước thải Nước thải sản xuất của nhà máy chế biến thủy sản chủ yếu phát sinh sau khi thải bỏ ở các công đoạn chế biến, kiểm nghiệm và đặc biệt là lượng nước thải rữa thủy sản các loại của nhà máy mang theo nhiều cặn bẩn hữu cơ Lượng nước thải của nhà máy chế biến thủy sản rất lớn, do đó cần phải xử lý để đạt tiêu chuẩn môi trường trước khi thải ra nguồn tiếp nhận
1.2.3.2 Thành phần và tính chất nước thải Để có cái nhìn tổng quan trong việc chọn lựa công nghệ xử lý thích hợp, thành phần nước thải đặc trưng của chế biến thủy sản được trình bày trong bảng 1.6
Bảng 1.6: thành phần nước thải đặc trưng của chế biến thuỷ sản
TT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả
Số liệu này cho thấy nước thải bị nhiễm bẩn chất hữu cơ cao, do đó việc xử lý nước thải chủ yếu dựa vào phương pháp sinh học phương pháp sinh học và phương pháp hoá lý Dây chuyền công nghệ được vạch ra dựa trên lưu lượng và thành phần của nước thải vào trạm xử lý
Thành phần các chất thải thủy sản cũng khá đa dạng và gồm 3 loại nước thải: nước thải sản xuất, nước thải vệ sinh công nghiệp và nước thải sinh hoạt Cả ba loại nước thải trên có tính chất gần gần tương tự nhau, trong đó nứơc thải sản xuất có mức độ ô nhiễm cao hơn cả Tùy theo đặc tính của nguyên liệu sử dụng mà nước thải có tính chất khác nhau (nhưng không lớn) Nước thải chế biến thủy sản chứa các vụn thủy sản và các vụn này rất dễ lắng, hàm lượng Nitơ cao chứng tỏ độ ô nhiễm chất dinh dưỡng khá cao Ngoài ra trong nước thải ngành chế biến thủy sản có chứa các thành phần hữu cơ khi bị phân hủy tạo ra các sản phẩm trung gian của sự phân hủy các acid không bảo hoà tạo mùi rất khó chịu và đặc trưng, làm ô nhiễm về mặt cảm quan và ảnh hưởng sức khoẻ công nhân trực tiếp làm việc
Nước thải thủy sản chứa nhiều đạm, mỡ, nhiều chất tẩy rửa Vì vậy cần có biện pháp xử lý trước khi xử vào nguồn
1.2.4 Công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy sản
1.2.4.1 Mục đích của của việc xử lý nước thải thủy sản
Mục đích của quá trình xử lý nước thải là loại bớt các chất ô nhiễm có trong nước thải đến mức độ chấp nhận được theo tiêu chuẩn quy định Mức độ yêu cầu xử lý nước thải tùy thuộc vào các yếu tố sau:
Xử lý để tái sử dụng
Xử lý để xả ra ngoài môi trường
Hầu hết nước thải các cơ sở sản xuất hiện nay đều xử lý để xã ra ngoài môi trường, trong trường hợp này, yêu cầu mức độ xử lý phụ thuộc vào nguồn tiếp nhận và quy định của từng khu vực khác nhau
1.2.4.2 Các phương pháp xử lý nước thải thủy sản
Giới thiệu chung
Công ty xuất nhập khẩu (XNK) thủy đặc sản Seaspimex được thành lập ngày 01/09/1983 Trụ sở đặt tại số 213 đường Hoà Bình, P.19, Quận Tân Bình, TP.HCM Công ty là một doanh nghiệp nhà nước với chức năng chính là sản xuất, chế biến và kinh doanh các sản phẩm xuất nhập khẩu (mà chủ yếu là các mặt hàng hải sản đông lạnh phục vụ cho xuất khẩu)
Công ty NXK thuỷ đặc sản là một đơn vị sản xuất kinh doanh, XNK trực tiếp là thành viên của tổng công ty Seaprodex, thuộc Bộ Thuỷ sản
Diện tích mặt bằng hiện nay là 24.755m 2 , trong đó khu A có diện tích
Diện tích các phân xưởng là: phân xưởng 1 (4.800m 2 ), phân xưởng 2 (3.500m 2 ), phân xưởng 3 (kho lạnh: 2.500m 2 ), xí nghiệp đồ hộp và kho vật tư hiện tại (3.000m 2 )
Từ ngày thành lập, các phân xưởng sản xuất trong công ty không ngừng được cải thiện , nâng cấp để phù hợp với nhu cầu ngày càng cao của thị trường, nhất là thị trường EU và Bắc Mỹ Ngoài ra, để đáp ứng một trong các yêu cầu đó, công ty đang có dự án xây dựng một kho lạnh có công suất 2000 tấn trên mặt bằng có sẵn hiện đang được dùng làm nhà kho và phân xưởng cơ điện (với diện tích xấp xỉ 2000m 2 )
Mặt bằng công ty hiện tại bao gồm các kết cấu nhà xưởng, khu nhà văn phòng khá chắc chắn và được xây dựng khá quy mô Toàn bộ mặt bằng có thể chia ra 3 khu vực: khu vực văn phòng cùng vớùi xí nghiệp sản xuất hàng thực phẩm khô (xí nghiệp 1) và các công trình công cộng khác, khu vực ở giữa bao gồm kho lạnh 800 tấn và xí nghiệp đồ hộp cùng phân xưởng cơ điện (là khu vực dự định sẽ xây dựng mới kho trữ lạnh, khu vực của xí nghịêp 2 hiện đang là khu vực sản xuất và chế biến các mặt hàng hải sản Nhìn chung, các kết cấu và bố trí mặt bằng khá gọn gàng và thuận lợi
Hệ thống điện sử dụng mạng lưới điện của khu vực và thành phố Hệ thống cấp nước là nước ngầm do xí nghiệp khai thác tại chỗ có qua công đoạn xử lý nước Hệ thống thoát nước trong nội bộ công ty đã được cải tạo và xây dựng mới nên bảo đảm mọi yêu cầu kỹ thuật, bảo đảm thông thoáng tốt Hiện tại, nước thải của công ty còn đổ ra kênh Tân Hoá
Công ty có một giám đốc điều hành chung và năm phó giám đốc giúp việc Tổng số cán bộ công nhân viên và công nhân trực tiếp sản xuất khoảng 1000 người
Hình 2.2: Sơ đồ tổ chức công ty Seaspimex 2.1.3 Sản phẩm và thị trường
Sản phẩm của công ty bao gồm các loại thuỷ sản: tôm, cua, cá, mực… được xuất khẩu dưới dạng thô, tươi sống và ướp đá hoặc chế biến: đông lạnh, chín ăn liền, đóng hộp
Các thị trường tiêu thụ sản phẩm của công ty bao gồm: Hồng Công, Singapore, Nhật, Đài Loan, Thái Lan, Úc, Hàn Quốc, Canada, các nước khối EU…
PGD Nhân sự PGD Kỹ thuật
Hình 2.3: qui trình công nghệ sản xuất các sản phẩm đông lạnh
XEÁP KHUOÂN ĐÔNG LẠNH ĐÓNG GÓI
SS: 128- 280mg/l COD: 400- 2.200mg/l Nước thải
Đánh giá hiện trạng hệ thống thoát nước và vấn đề ô nhiễm môi trường
Các nguyên liệu như: tôm, cua, cá, mực… được rửa sơ bộ Sau đó được đem đi sơ chế để loại bỏ các bộ phận không dùng như nang mực; vỏ, râu tôm; vây, vảy cá…Những nguyên liệu này được phân loại theo kích cỡ, từng loại Sau khi phân loại nguyên liệu được rửa sạch lại lần nữa Tiếp theo được xếp khuôn, đông lạnh rồi đóng gói và bảo quản lạnh
2.2 HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC VÀ VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG
2.2.1 Hiện trạng hệ thống thoát nước
Hệ thống nội bộ công ty đã được cải tạo và xây dựng từ năm 1994 nên đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, thông thoát tốt Tuy vậy, công ty chưa có hệ thống thoát nước chung cho nước thải ở các phân xưởng Cống thoát nước là mương hở tiện cho việc nạo vét và vệ sinh Hiện tại, phần lớn nước thải từ phân xưởng đồ hộp chảy ra ngoài bằng bốn ống đường kính khoảng 20cm Nước thải này chảy từ phòng đồ hộp và phòng Sutoclave Phòng đồ hộp có hai mương kích thước 25x 50 cm (sâu), phòng Autoclave có hai hố ga nối tiếp vào những ống cống bằng Plastic Các ống cống nói trên chảy thẳng góc vào mương chính của xí nghiệp Mương chính này chảy dọc theo bờ tường chia cách giữa hai phân xưởng đồ hộp và phân xưởng đông lạnh
Hiện nay nước mưa trên mặt bằng, nước thải của phân xưởng đông lạnh, nước thải của phân xưởng đồ hộp và nước cống từ các xí nghiệp lân cận như công ty nhuộm vải chảy vào mương chính Các loại nước thải này thải ra con mương hở chạy qua trước công ty, chạy dọc theo đường Hoà Bình, con mương này đã gây ô nhiễm cho khu vực và góp phần làm xấu vẽ mỹ quan của khu vực Nguồn thải này góp phần làm gia tăng mức độ quá tải của hệ thống thoát nước của thành phố
Nhận thức được tầm quan trọng của công tác bảo vệ môi trường, công ty đang có kế hoạch xây dựng hệ thống xử lý nước thải Trước mắt công ty này đang hợp đồng thiết kế và xây dựng hệ thống thoát nước chung cho toàn công ty, tất cả các loại nước thải của công ty sẽ được tập trung tại một hố ga chính Từ đó bơm về trạm xử lý trước khi thải ra kênh Tân Hoá
Hình 2.4: Nước thải từ mương chính đổ vào kênh Tân Hoá
2.2.2 Khả năng gây ô nhiễm của công ty
Các nguồn gây ô nhiễm chính của công ty bao gồm: nước thải, khí thải, chất thải rắn và khả năng gây ra cháy nổ
Nước thải của công ty bao gồm nước thải sản xuất, nước thải vệ sinh công nghiệp và nước thải sinh hoạt a Nước thải sản xuất: Đây là các loại nước thải rửa các loại hải sản, nước thải phân xưởng chế biến sản phẩm mới, phân xưởng đồ hộp của công ty Theo các số liệu thống kê tại các cơ sở sản xuất tương tự của đề tài cấp bộ (tại Seaprodex, Hùng Vương, Cầu Tre…) thì lưu lượng nước thải trên tấn sản phẩm là từ 70- 120m 3 /tấn, lấy trung bình là 100m 3 / tấn sản phẩm b Nước thải vệ sinh công nghiệp: đây là lượng nước cần dùng cho việc rửa sàn nhà mỗi ngày (rất đặc trưng cho nghành chế biến thuỷ hải sản), ngoài ra còn dùng cho việc rửa máy móc , thiết bị, rửa xe, tưới cây… c Nước thải sinh hoạt: nước thải của khoảng 1000 cán bộ công nhân viên trong coâng ty
Cả ba loại nước thải trên có tính chất gần tương tự nhau Trong đó, nước thải sản xuất có mức độ ô nhiễm cao hơn cả Tuỳ theo đặc tính của nguyên liệu sử dụng mà nước thải sẽ có tính chất khác nhau
2.2.2.2 Ô nhiễm do khí thải Đối với các nhà máy chế biến thủy sản thì nguồn gây ô nhiễm không khí đầu tiên là khói thải từ các lò đốt Cụ thể tại công ty Seaspimex là các lò đốt dầu của lò hơi và máy phát điện Nồng độ các chất ô nhiễm không khí chủ yếu phát sinh từ lò đốt như NO2, SO2, bụi Mức độ ô nhiễm này dao động theo thời gian và độ vận hành của lò hơi Tuy vậy, phần lớn các chất ô nhiễm đều nhỏ hơn tiêu chuẩn cho phép Các lò hơi và máy phát điện của công ty có công suất không lớn và không được sử dụng thường xuyên Vì vậy, khả năng gây ô nhiễm không lớn Ngoài ra, công ty có phân xưởng chế biến thực phẩm khô (mực khô) nên sử dụng các lò nướng, sấy khô Trong các phân xưởng này ngoài nguồn ô nhiễm không khí do đốt lò để nướng, sấy còn có các ô nhiễm do mùi từ quá trình sấy khô hải sản (mực), nhiệt độ và tiếng ồn trong phân xưởng này cũng khá cao
Nguồn gây ô nhiễm không khí tương đối đặc trưng cho ngành công nghiệp chế biến thủy sản nữa là nồng độ Cl - khá cao ( từ 0,92 –1,4 mg/l), cao hơn tiêu chuẩn cho phép từ 9 –14 lần Nồng độ H2S cũng có khả năng lên tới 0,2 –0,4 mg/m 3
Nhìn chung, ô nhiễm không khí của công ty khá đa dạng nhưng đều ở mức độ nhẹ và có thể khăùc phục được nhiều cách
2.2.2.3 Ô nhiễm do chất thải rắn
Các chất thải rắn của công ty tồn tại dưới dạng các vụn thừa trong quá trình chế biến hải sản: tạp chất, đầu, đuôi, xương, vảy…Phần lớn các chất này được tận dụng lại để chế biến thành các loại thức ăn gia súc Tuy vậy, vẫn còn sót lại các loại chất thải rắn dạng này trôi theo dòng nước thải hoặc do quá trình làm vệ sinh nhà xưởng không kĩ
Tóm lại: Cũng như một số xí nghiệp chế biến thủy sản khác, các hoạt động của công ty XNK thủy đặc sản Seaspimex có khả năng gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm môi trường nước vì lưu lượng và thành phần ô nhiễm trong nước thải sản xuất khá lớn Các ô nhiễm này là các ô nhiễm có thể xử lý hoặc hạn chế được Vì vậy, công ty đang có kế hoạch xử lý và hạn chế ô nhiễm, trước mắt là xử lý nước thải của công ty góp phần bảo vệ môi trường và bảo vệ sức khoẻ con người trong và ngoài công ty.
PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Một số chỉ tiêu nước thải tại công ty Seaspimex
Qua khảo sát và phân tích một số chỉ tiêu nước thải thủy sản tại Công Ty, mẫu nước thải được phân tích tại phòng thí nghiệm môi trường trường ĐH Công Nghiệp TP.HCM Được thể hiện trong các bảng 3.1; 3.2; 3.3:
B ảng 3.1: Kết quả phân tích ngày 25 tháng 8 năm 2005
B ảng 3.2: Kết quả phân tích ngày 05 tháng 09 năm 2005
STT Chổ tieõu ẹụn vũ Maóu 1 Maóu 2 Maóu 3
SS mg/ l mg/ l mg/ l mg/ l
STT Chổ tieõu ẹụn vũ Maóu 1 Maóu 2 Maóu 3
SS mg/ l mg/ l mg/ l mg/ l
Các nghiên cứu xử lý nước thải thủy sản trong và ngoài nước
Mẫu 1: nước thải xí nghiệp đông lạnh (phân xưởng 2)
Mẫu 2: nước thải phân xưởng chế biến sản phẩm mới
Mẫu 3: nước thải tại miệng cống chảy ra kênh Tân Hoá
3.2 CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
3.2.1 Các nghiên cứu ngoài nước
▪ Công nghệ xử lý nước thải ở Thái Lan Là một nhà máy chế biến cá hồi Cho ra các sản phẩm cá tươi, đông lạnh tươi và hun khói Thêm vào đó, nhà máy cũng chế bến cá nuôi Đặc biệt là cá bảy màu và cá hồi non Mùa chế biến cá hồi kéo dài trong sáu tháng và chế biến cá nuôi kéo dài trong nửa năm còn lại Nhà máy hoạt động 6,5 h/ngày và 5 ngày/tuần Sơ đồ quy trình công nghệ được thể hieọn trong hỡnh 3.1:
STT Chổ tieõu ẹụn vũ Maóu 1 Maóu 2 Maóu 3
SS mg/ l mg/ l mg/ l mg/ l
Nhận xét: Hiệu quả khử SS < 65%, hiệu quả khử BOD5 > 90%, với thời gian lưu nước lớn sinh ra bông bùn nhỏ mịn nên khó lắng
▪ Cũng tại Thái Lan bà Pacharin Dumronggittigule và ông Weerapan Kiatpakdee đã nghiên cứu xử lý kỵ khí nước thải thủy sản theo sơ đồ công nghệ sau: Nước thải
Bể nuôi tảo Beồ laộng
Nước ra Hình 3.1 Hệ thống xử lý nước thải kiểu làm thoáng tăng cường
Xử lý bùn Nước thải Bể chứa
Bể lắng Hồ sinh học Nguồn tiếp nhận
Nhận xét: Đối với hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp kị khí là xử lý được các chất hữu cơ như protein, lipid Giảm thiểu được các khí phát sinh mùi gây ô nhiễm môi trường Với quy trình xử lý nước thải như vậy thì ta có thể tận dụng được các loại thực vật tự nhiên để loại bớt hàm lượng chất gây nhiễm
▪ Tại Philippine áp dụng quy trình công nghệ đối với nhà máy có nguồn nước thải vừa và lớn như sau:
Hình 3.3: Hệ thống xử lý nước thải được áp dụng tại Philippine
Với quy trình công nghệ hình 3.3 nước thải vừa đuợc xử lý bằng phương pháp kỵ khí sẽ tránh tình trạng gây mùi hôi, khả năng phân hủy sinh học cao và vừa được sục khí Hàm lượng chất ô nhiễm sẽ giảm đi rất nhiều Tận dụng hết lượng chất dinh dưỡng còn lại vào mục đích kinh tế, vừa đạt tiêu chuẩn xả ra nguồn Tuy nhiên, phương án này đòi hỏi phải có diện tích xây dựng lớn
3.2.2 Các nghiên cứu trong nước
▪ Công nghệ xử lý nước thải tại xí nghiệp xuất khẩu II ở Bà Rịa- Vũng Tàu
Hình 3.4: Hệ thống xử lý nước thải XNHSXK II Bà Rịa – Vũng Tàu
1- Song chắn rác, tách lọc cạn bã
2- Bể trung gian và lắng (yếm khí) sơ bộ
4- Thiết bị tách gas cho phần nước thải hồi lưu
5- Thiết bị tách gas cho nước thải đã xử lý
Nước thải chảy ra qua song chắn rác để tách lọc các cặn bã, sau đó được đưa qua bể trung gian và lắng sơ bộ Tại bể này, lượng nước thải được ổn định về dòng chảy và thành phần các chất có trong nước thải nhờ thiết bị châm hoá chất Sau một thời gian, nước thải được bơm qua bể lọc yếm khí và các chất hữu cơ được phân giải tại đây nhờ vi sinh vật phân hủy yếm khí Khí metan cũng được
CH 4 sinh ra và được thu lại bởi hệ thống thu khí an toàn Một phần nước thải được hồi lưu lại bể trung gian để xử lý tiếp sau khi cũng đã được tách khí metan, phần nước thải đã được xử lý tốt hơn, sau khi qua tách khí cũng được thải ra nguồn
Kết quả kiểm tra nước thải trước và sau xử lý trong các phiếu kiểm nghiệm tại Cefinea trả ngày 15/ 7/ 1995 Thể hiện trong bảng 3.1
Bảng 3.1: Kết quả kiểm tra nước thải trước và sau xử lý
Hệ thống xử lý này áp dụng được với loại nước thải đậm đặc, nhu cầu năng lượng cấp cho hệ thống xử lý ít do không phải sục khí, tiết kiệm diện tích mặt bằng, tận dụng Biogas thu được trong quá trình phân hủy các cất hữu cơ, quá trình kín nên có thể khống chế được mùi hôi, vận hành khá đơn giản
Nhận xét: Qua phân tích các chỉ tiêu của nước xả ra nguồn bởi Cefinea được đánh giá không đủ tiêu chuẩn thải ra nguồn, COD, BOD5 còn quá cao
STT Chổ tieõu xeựt nghieọm Đơn vị Nước thải trước xử lý
Nước thải sau xử lý
▪ Công nghệ xử lý nước thải tại xí nghiệp Khánh Lợi
(1) Hệ thống thu gom nước thải, song chắn rác:
Nước thải từ các công đoạn sản xuất sẽ theo hệ thống cống dẫn chảy vào hố thu gom nước thải (có đặt song chắn rác) Song chắn rác sẽ giữ lại rác có kích
Hình 3.5: Hệ thống xử lý nước thải tại xí nghiệp Khánh Lợi
Nước thải từ các nhà veọ sinh
Nước thải từ khu sản xuaát
Hố thu gom nước thải có đặt song chắn rác Bể điều hòa Beồ Aeroten Beồ laộng
Bể tiếp xúc khử truứng
Thải ra kênh Cầu ẹen cho các cơ sở chế biến làm thức ăn gia súc, phần không có khả năng thu hồi được tập trung lại rồi chuyển xe rác công cộng
Nước thải sau khi tách cặn rác và mỡ được tập trung về bể điều hòa có kết hợp làm thoáng sơ bộ Bể điều hòa là nơi tập trung nước thải với mục đích sau: ổn định lưu lượng, dòng chảy, ổn định nồng độ chất bẩn, ổn định pH Giảm kích thước và tạo chế độ làm việc ổn định cho các công đoạn sau, tránh hiện tượng quá tải
Làm thoáng sơ bộ nước thải tránh hiện tượng phân huỷ kỵ khí gây mùi hôi
(3) Bể sinh học hiếu khí (bể Aeroten):
Cuối bể điều hòa, nước thải được bơm đưa qua bể xử lý sinh học hiếu khí sử dụng bùn hoạt tính lơ lửng với các chủng vi sinh vật đặc hiệu cho quá trình phân hủy hiếu khí Không khí được đưa vào tăng cường bằng máy thổi khí có công suất lớn qua các hệ thống phân phối khí ở đáy bể, đảm bảo cung ứng đủ lượng oxi cho vi sinh vật sống và tiêu thụ chất hữu cơ trong nước thải
Như vạây, tại đây các chất hữu cơ có hại cho môi trường sẽ được vi sinh vật hiếu khí sử dụng làm nguồn thức ăn để kiến tạo tế bào của chúng, sản phẩm của quá trình này chủ yếu sẽ là khí CO2 và sinh khối vi sinh vật, các sản phẩm chứa nitơ, photpho và lưu huỳnh sẽ được các vi sinh vật hiếu khí chuyển thành dạng
NO3 - , PO4 3-, SO4 2- và chúng sẽ tiếp tục bị khử bởi các vi sinh vật khoáng hóa Hiệu quả xử lý trong giai đoạn này có thể đạt 70 đến 80% theo BOD với thời gian lưu nước 10 - 12 giờ
Sau giai đoạn phân hủy sinh học hiếu khí, nước thải được đưa đến bể lắng cuối, chủ yếu nhằm giữ lại lượng bùn sinh ra trong các giai đoạn xử lý sinh học
Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải tại công ty Seaspimex
Công ty chỉ xử lý nước thải theo hình 3.6 như sau:
Beồ laộng Bể làm thoáng
Thải ra nguồn Hoá chất
Nước thải từ các phân xưởng sản xuất qua hệ thống mương dẫn vào ngăn tiếp nhận Sau đó, nước thải được đưa vào bể làm thoáng, tại đây có hai máy khuấy tạo chế độ khuếch tán đều các loại nước thải Hai máy khuấy này còn có tác dụng tạo chế độ sục khí lôi kéo các chất lơ lững Nước thải được đưa vào bể lắng đứng, tại đây dung dịch phèn và vôi được cho vào ống trung tâm Sau đó nước thải được chảy theo mương thải ra nguồn (kênh Tân Hoá) Bùn lắng xả ra tự chảy vào bể thu bùn tự hoại
Nhận xét: Qua quá trình xử lý, hàm lượng hữu cơ giảm 30%, SS giảm, pH tăng và dao động quanh giá trị trung hoà.Tuy nhiên, hàm lượng BOD, COD còn lại vẫn ở mức cao vượt quá tiêu chuẩn xả ra nguồn loại B
Các phương án xử lý nước thải thủy sản
Từ kết quả khảo sát và phân tích được thể hiện ở bảng 3.1, 3.2, 3.3 nhận thấy, nước thải của công ty có hàm lượng COD, BOD, SS khá cao so với tiêu chuẩn xả ra nguồn Ô nhiễm nước thải, chủ yếu là ô nhiễm hữu cơ Nước thải sản xuất của quá trình chế biến mặt hàng đông lạnh có hàm lượng gây ô nhiễm cao nhất, vượt rất xa so với tiêu chuẩn xả ra nguồn Vấn đề đặt ra cho công ty là phải hoàn thiện công nghệ xử lí nguồn gây ô nhiễm nói chung khi xả ra môi trường
Hình 3.6: Xử lý nước thải thủy sản bằng phương pháp xử lý hiếu khí kết hợp khí
Beồ neựn buứn Hoá gom
Song chắn rác (thu gom đổ) )))))bỏ)
Beồ tuyeồn noồi khí hoà tan
Beồ suùc khớ Aeroten Beồ laộng
Làm khô bùn Thải ra nguồn
Nước thải của nhà máy sau khi được thu gom vào hệ thống thoát nước chung sẽ đi qua song chắn rác nhằm loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn Do lưu lượng nước thải của nhà máy không điều hoà nên nước thải sẽ đi qua bể đi qua bể điều hoà để điều hoà lưu lượng Nước thải được đưa vào bình áp khí để hoà trộn với không khí nén Sau đó được đưa vào bể tuyển nổi khí hoà tan để tách các chất lơ lửng như dầu, mỡ…rồi vào bể sục khí Aeroten Tại đây vi sinh vật hiếu khí sẽ phân hủy hợp chất hữu cơ Nước thải tiếp tục qua lắng để lắng các vi sinh vật và một phần sẽ tuần hoàn trở lại bể, phần còn lại qua bể nén bùn Bùn khô được đem đi đổ bỏ cùng rác thải Nước sau lắng sẽ được hoà trộn với dung dịch khử trùng và được xả thẳng ra nguồn tiếp nhận
Qua phương án 1, xử lý hiếu khí kết hợp thấy rằng, hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm rất cao Tuy nhiên, phương án này cần lượng khí cấp vào thường xuyên và liên tục lớn, mùi hôi phát sinh từ quá trình phân hủy hiếu khí cho nước thải thủy sản vẫn còn, sẽ ô nhiễm đến môi trường không khí Hơn nữa, hàm lượng chất dinh dưỡng sẽ không được xử lý triệt để Nước thải ra nguồn sẽ gâyhiện tượng phú dưỡng hoá
Nước thải qua bể cân bằng sau khi ổn định lưu lượng, nồng độ…nước thải qua Aeroten để phân hủy các chất gây ô nhiễm Nước thải chảy tiếp tục được chảy vào bể lắng để loại bùn, nước thải được thải ra nguồn Bùn được xử lý và thải bỏ theo quy ủũnh
Nhận xét: phương án này cũng tương tự như phương án 1 đó là sử dụng phương pháp hiếu khí Hiệu quả xử lý chất ô nhiễm cao nhưng chưa triệt để về mùi, nước thải ra có khả năng gây phú dưỡng hoá cho nguồn tiếp nhận
Beồ Aeroten Buứn tuaàn hoàn
Nước ra nguồn Bùn dư thải bỏ theo qui ủũnh
Hình 3.7: Xử lý nước thải thủy sản bằng phương pháp hiếu khí
▪ Thuyết minh quy trình công nghệ xử lý:
- Quá trình lọc rác và cân bằng:
Nước thải từ các phân xưởng sản xuất, theo hệ thống mương dẫn, chảy tự nhiên qua song chắn rác, nhằm lọc bỏ những rác, cặn có kích thước vừa và lớn Nước thải chảy vào bể điều hoà, kết hợp lắng, nhằm làm cho nước thải trước khi chảy vào hệ thống xử lý, luôn ổn định về lưu lượng và hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải
Hình 3.8: Xử lý nước thải thủy sản hoàn chỉnh
Beồ Metan Bể hoá chất
Bể điều hòa kết hợp
Phân bón Để hoà trộn đều nước thải và tránh mùi hôi do phân hủy yếm khí trong bể điều hoà, không khí được sục vào và được phân bố đều bởi các đĩa phân phối đặt chìm dưới đáy bể Nước thải từ bể này sẽ chảy sang bể sinh học kỵ khí UASB
- Quá trình xử lýsinh học kỵ khí (bể UASB):
Nước thải được bơm vào theo hướng từ dưới lên, trong quá trình đi lên, nước thải được tiếp xúc với chủng vi khuẩn kị khí Vi khuẩn này sẽ chuyển hoá khoảng 80% chất hữu cơ trong nước thải thành CH4, H2O và một phần CO2…
- Quá trình xử lý sinh học hiếu khí (bể Aeroten):
Quá trình xử lý hiếu khí có sử dụng bùn hoạt tính, với sự tham gia của các vi khuẩn hiếu khí sống lơ lửng Các chất ô nhiễm có hại cho môi trường cũng được các vi khuẩn chuyển hoá thành các chất vô cơ (H2O, CO2) Trong quá trình xử lý, một lượng bùn hoạt tính sẽ được sử dụng làm nguồn phân bón cho cây
Quá trình xử lý sinh hoá, diễn ra nhanh hơn nhờ máy thổi khí thông qua các đầu phân phối khí Trong quá trình oxy hoá các chất hữu cơ một lượng sinh khối được tạo ra, cùng với nước thải tiếp tục chảy sang bể lắng II Tại bể lắng, bùn sinh khối được lắng xuống đỏy và theo ống dẫn qua bể nộn bựn sau đú qua bểồ metan
Nước thải sau lắng được qua ao sinh học nhằm tận dụng hết chất dinh dưỡng, tránh gây hiện tượng phú dưỡng hoá
Nước trước khi ra ngoài, được khử trùng bằng dung dịch Chlorine trong máng trộn nhằm khử các vi khuẩn gây bệnh mà qua các giai đoạn cơ học, sinh học không thể bị tiêu diệt hoà toàn
Bùn được chứa trong bể , ủ một thời gian sẽ tạo khí metan, có thể sử dụng khí và sau khi bùn được xử lý có thể làm phân bón cho cây
3.3.4 Kết luận Để đánh giá, lựa chọn quy trình, phải căn vào rất nhiều yếu tố Nhưng quan trọng nhất đó là: lưu lượng nước thải, tính chất, thành phần ô nhiễm nước thải Phương án 1 và phương án 2, quy trình lựa chọn là xử lý bằng phương pháp hiếu khí, một trong những phương án xử lý nước thải nói chung, cho hiệu quả khá cao Đối với ngành chế biến thủy hải sản, đòi hỏi ở mức cao hơn vì trong nước thải chứa hàm lượng chất hữu cơ cao, khả năng phân hủy tạo ra mùi hôi khó chịu là không tránh khỏi Vì vậy, cần có một hệ thống kín vừa xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn xả, vừa tránh ô nhiễm khí và đảm bảo sức khoẻ cho công nhân làm việc
Do vậy, phương án 3 được coi là phương án thích hợp nhất h m K
TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
Xác định lưu lượng của dòng nước thải
Số liệu thu được từ tổ cơ điện sau 2 tháng theo dõi sự phân phối nước cho công ty gồm các bộ phận như: Xí nghệp đông lạnh (XN II), xưởng mặt hàng mới, kho vận, OGS, xí nghiệp 1 cho thấy nhu cầu cung cấp nước không đều cho từng bộâ phận, từng phân xưởng không đồng đều, chênh lệch khá cao giữa các xưởng
Vì lượng nước dùng cho thủy sản không bị thất thoát nhiều nên lượng nước trung bình cấp cũng tương đương lượng nước thải ra Tính chung cho nước thải công nghiệp chủ yếu xét 3 phân xưởng:
- Xí nghiệp đông lạnh 80m 3 /ngày.đêm
- Xưởng chế biến sản phẩm mới 20m 3 /ngày đêm
- Xí nghiệp đồ hộp 50m 3 /ngày.đêm
Nước thải sinh hoạt cho hơn 1000 công nhân khoảng 50m 3 /ngày.đêm
- Lưu lượng trung bình ngày đêm:
Công ty làm việc chủ yếu trong hai ca (16h)
- Lưu lượng nước thải trung bình theo giờ:
- Lưu lượng nước thải lớn nhất tính theo giờ:
Trong đó: Kh là hệ số không điều hòa theo giờ, có giá trị từ 1,5 -3,5 chọn Kh = 1,6
- Lưu lượng nước thải lớn nhất tính theo giây: m ngđ
Tính toán các công trình đơn vị
Nhiệm vụ: Giữ lại các tạp chất có kích thước lớn, có thể gây sự cố trong quá trình vận hành hê thống xử lý nước thải như tác bơm, đường ống hoặc kênh dẫn Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệ thống
Do công suất nhỏ, lượng rác không lớn lắm chọn song chắn rác làm sạch bằng thuû coâng
Kích thước mương đặt song chắn rác:
Chọn tốc độ dòng chảy trong mương v= 0,3m/s
Chiều cao lớp nước trong mương: h = m
= × × × Chọn kích thước thanh rộng dày: 5mm x 25mm = 0,005x 0,025
Khe hở giữa các thanh 25mm = 0,025m
Kích thước song chắn rác: Đặt song chắn rác nghiêng 60 0
Giả sử song chắn rác có n thanh
Mối quan hệ giữa chiều rộng mương, chiều rộng thanh và khe hở:
Chọn n = 11 => khoảng cách giữa các thanh: w = 27,2 mm = 0,0272 m
Tiết diện ướt của song chắn rác :
Vận tốc dòng chảy qua song chắn rác:
20 = m s × Tổn thất áp lực dòng chảy qua song chắn rác: h L 1 =ξ g P V
2 × ξ: hệ số tổn thất áp lực cục bộ:
P: hệ số tính để tăng trở lực do song chắn rác bi bịt kín bởi rác thải P = 3 g: gia tốc trọng trường g =9,81 m/s 2
Hàm lượng cặn lơ lửng còn lại sau khi qua song chắn rác: (Hiệu suất 10%)
Hàm lượng BOD5 qua song chắn giảm 5%, còn lại là:
Hàm lượng COD sau khi qua song chắn rác
4.2.2 Bể điều hoà kết hợp
Nhiệm vụ: Điều hoà lưu lượng, dòng chảy, ổn định nồng độ chất bẩn, ổn định pH Tạo chế độ làm việc cho các công trình sau, tránh hiện tượng quá tải Ngoài ra bể còn có khả năng lắng phần lớn chất rắn lơ lửng
Xem xét tốc độ lắng thực tế trong bể điều hoà s h mm t u H 0,19 /
SS ra =(1−0,10)×280%2 / l mg BOD ra =(1−0,05)×9756 / l mgCOD ra =(1−0,05)×145077,5 /
Hiệu suất lắng thực tế ứng với tốc độ lắng của hạt lơ lửng và hàm lượng ban đầu của chúng
Với u = 0,19mm/s, hàm lượng ban đầu của chất lơ lửng Cct = 252 mg/l, hiệu suaát laéng E ~ 60%
Hàm lượng chất lơ lửng trôi theo bể lắng ra khỏi bể điều hoà kết hợp sẽ là:
( − = − Kết quả cho thấy C’ hiệu suất 22%
⇨ Số ống khuếch tán khí:
Chọn theo thông số cho thiết bị khuếch tán khí (Bảng 9-8) [1]
Tính toán thuỷ lực ống dẫn khí nén:
Với lưu lượng khí 0,75 so bảng 9-9 [1]
Xác định lượng khí trong ống bằng biểu thức :
V p Trong đó có thể xem V là lưu lượng :
Tốc độ nén trong ống: v= 1,74( / )
- Khối lượng dòng không khí:
Công suất của máy nén khí:
Do việc loại bỏ và oxy hoá các hợp chất hữu cơ dễ phân huỷ trong môi trường hiếu khí nồng độ BOD, COD giảm ít nhất là 30%
Hàm lượng BOD5 qua bể điều hoà kết hợp sục khí giảm 30% còn lại:
BOD5 ra = BOD5tc(1 - 0,3) = 926 (1 - 0,30) = 648 mg/l
Hàm lượng COD qua bể điều hoà kết hợp sục khí giảm 30%
- Bể chứa dung dịch hoá chất trung hoà pH khi cần thiết
Hoá chất đước định lượng bằng bơm định lượng gắn với thiết bị đo pH tự động
Với: Nồng độ dung dịch 20% pH trung hoà = 7
Khối lượng phân tử của Na = 40 (g/mol)
Trọng lượng riêng của dung dịch =1,53
Thể tích cần thiết của bể chứa = 0,026×24×15 = 9,4( l )
Chức năng: Nước thải được phân bố đều từ dưới đáy và đi ngược xuyên qua lớp bùn hoạt tính kỵ khí lơ lửng có chức năng xử lý và chuyển hoá chất hữu cơ thành khí biogas, xử lý các chất hữu cơ trong nước thải bằng vi sinh vật kỵ khí dính bám
Tải trọng hữu cơ của bể UASB (Bảng 10 - 11)[1] Nhiệt độ 25 0 C tải trọng hữu cơ chọn LCOD= 5kgCOD/m 3 ngày
Chọn tải trọng bề mặt rắn lắng La = 16 m 3 /m 2 ngày
Diện tích bề mặt phần lắng:
Thể tích ngăn phản ứng bể UASB
Chiều cao bảo vệ: hbv = 0,3m
Chọn thời gian lưu nước trong bể : tln = 6h
Thể tích làm việc của bể : V ,5 x 6= 75m 3 v: vận tốc chảy trong bể : h t m v h 0,76 /
- Tiết diện làm việc của bể:
Chiều cao phần tam giác: h’=b tg C tg C m
Lượng bùn cấy ban đầu cho vào bể: (TS= 5%) kgss m m kg
C ss : Hàm lượng bùn trong bể phân hủy kỵ khí từ quá trình xử lý nước thải sinh hoạt cho vào bể với hàm lượng 20 kgSS/m 3
Vr : Thể tích ngăn phản ứng
TS : Hàm lượng chất trong bùn nuôi cấy ban đầu 5%
- Hàm lượng COD sau xử lí kỵ khí :
- Hàm lượng BOD sau xử lý:
- Hàm lượng cặn lơ lửng sau khi qua bể UASB giảm 20%, lượng cặn ra là:
Lượng COD khử trong một ngày:
Lượng sinh khối hình thành sau một ngày:
= − θ /ngày θc : thời gian lưu bùn chọn 30 ngày
Kn: hệ số phân hủy nội bào
Y: hệ số sản lượng tế bào( tỉ số khối lượng tế bào hình thành/ khối lượng cơ chất sử dụng)
Lượng bùn dư bơm ra mỗi ngày :
Lượng chất rắn từ bùn dư :
MSS = QW x C’SS = 0,17 x 20 = 3,4 kgSS/ ngày
- Lượng cặn tích tụ sau quá trình tự nén ở đáy bể hình nón:
CSS: Hàm lượng bùn trong bể, 20 kgSS/m 3
TS: Hàm lượng chất rắn trong bùn nuôi cấy ban đầu (%)(TS = 5%)
1,004: Khối lượng riêng của bùn, kg/m 3
-Thể tích khí metan sinh ra mỗi ngày :
VCH4 = 350,84 ((CODv – CODr)Q tb – 1,42 x Px)
Lượng khí này được thu nhận bởi một thiết bị an toàn
VCH4: Theồ tớch khớ metan sinh ra trong ủktc ( 0 o C, P tm)
Qb: Lưu lượng bùn vào bể kị khí ( m 3 / ngày)
Px: Sinh khối tế bào sinh ra mỗi ngày ( kg VS/ ngày )
Hệ số chuyển đổi lí thuyết khí metan sản sinh từ 1 kg BODL chuyển hoàn toàn thành khí metan và CO2 (Lít CH4 / kg BOD2 = 350,84)
- Tính toán công suất máy bơm dùng cho UASB
Công suất máy bơm được tính theo công thức:
N: Công suất máy bơm (KW)
Q: Naờng suaỏt theo theồ tớch cuỷa bụm (m 3 /s), Q = 0,0035m 3 /s ρ: Khối lượng riêng chất lỏng tại bể UASB g: Gia tốc trọng trường, g =9,81 m/s
H :Tổn thất áp lực khi bơm chạy, tính bằng mH20 η: Hiệu suất máy bơm, η %=0,8
Tổng áp lực khi máy bơm chạy được tính như sau:
H1: Độ cao của bơm so với mặt nước thấp nhất khi hoạt động, H1 = 3,5m
H3: tổn thất qua và phun với vận tốc đạt được 10 m/s khi ra khỏi vòi:
H2: tổn thất áp lực theo ống đẩy xác định theo công thức:
H2 Dg V l×λ× 2 ×α l: Chiều dài ống, l = 10m α: Tỉ trọng nước thải tại bể UASB, α1000 ρ ρ được xác định:
Hàm lượng SS vào bể UASB
Như vậy, ρ= 1000 + 0,101 + 0,223 00,3 α vận tốc của chất lỏng trong ống được xác định dựa vào lưu lượng và đường kính ống α = 1,0003
= × π× Ứng với lưu lượng vào Q = 0,0035 m 3 /s Dựa vào biểu đồ mối quan hệ giữa lưu lượng và đường kính ống dẫn
Xác định được D= 80mm =0,08 m λ: hệ số kháng dược xác định theo công thức: λ = 0,0125+ 0,15
Tổn thất áp lực ống đẩy tính theo công thức:
Nhiệm vụ: Taiù bể này, quỏ trỡnh sinh học được diễn ra nhờ vào lượng khớ hoà tan trong nước, một lượng oxy thích hợp được cung cấp cho bùn hoạt tính để phân hủy các chất hữu cơ thành CO2,H2O…
- Hàm lượng chất lơ lửng: CSSvào = 80,64 mg/l
- Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải cần đạt sau xử lí Css ra = 18 mg/l
Có 65% cặn có thể phân huỷ sinh học, chứa 25mg/l cặn sinh học
- Lượng cặn sinh học dễ phân huỷ:
- BODL lơ lửng dễ phân huỷ sinh học:
(1,42: mg O2 tiêu thụ/ mg tế bào bị oxy hoá )
- Ta có tỉ số BOD5 : BODL =0,68
- BOD5 cặn lơ lửng nước sau thải khi qua bể điều hoà:
- Tổng BOD5 = BOD5 hoà tan + BOD5 của cặn lơ lửng
Hiệu quả xử lí BOD5của bể Aeroten :
Y: hệ số sản lượng tế bào chọn: 0.5
X: hàm lượng tế bào chất trong bể: 3000 mg/l
Kd: hệ số phân huỷ nội bào: 0,05/ngày θ c : Thời gian lưu bùn: 20 ngày
Thời gian lưu nước trong bể:
- Tính toán lượng bùn thải bỏ mỗi ngày:
Hệ số sản lượng quan sát (tốc độ tăng trưởng bùn hoạt tính) tính theo công thức:
Lượng bùn hoạt tính sinh ra mỗi ngày tính bằng MLVSS:
PX = Yobs x Q (BOD 5 v – a) x 10 -3 kg/ngày
Lượng bùn hoạt tính tăng mỗi ngày theo MLSS:
Lượng bùn sinh học cần xử lí = Tổng bùn – lượng SS ra lắng II
Lượng vi sinh của màng vi sinh cần xử lí mỗi ngày:
- Xác định lưu lượng thải bùn:
Giả sử hàm lượng bùn hoạt tính lắng ở đáy bể lắng có hàm lượng chất rắn 0 ,6%, có khối lượng riên 1,008 kg/l
5 = = 3 × Lưu lượng bùn tuần hoàn:
Xo: Cặn lơ lửng đầu vào
QR: Lưu lượng bùn tuần hoàn
Xu: Hàm lượng SS lớp bùn lắng hoặc bùn tuần hoàn
X: Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể
Hàm lượng bùn hoạt tính trong bể Aeroten:
Hệ số tuần hoàn: QR = αQ
Chia hai vế cho Q biểu thức trên ⬄ 0,88
Lưu lượng bùn tuần hoàn:
- Xác định lượng oxy cấp cho bể Aeroten theo BODL (BOD sau cùng của nước thải cần xử lý)
Lượng BODL tiêu thụ = Q( BOD 5 v – a)/ 0,68
- Nhu cầu oxy cần cho quá trình:
- Không khí có 23,2% trọng lượng O2; khối lượng riêng không khí là 1,2 kg/m 3 Vậy lượng không khí lý thuyết cho quá trình: ngаy kgO
- Lượng không khí cần thiết cho xáo trộn hoàn toàn:
E: Hiệu suất chuyển hoá oxygen của thiết bị khuếch tán khí, E %
Trị số này nằm trong khoảng cho phép: 20 - 40 l/m 3 /phút
- Lưu lượng khí cần thiết của máy thổi khí:
Tính công suất của máy nén khí: Áp lực và công suất của hệ thống nén khí:
Vận tốc khí ra khỏi bể: 5÷10 m/s Áp lực cần thiết hệ thống khí nén xác định theo công thức:
Tổng tổn thất hd và hc không vượt quá 0,4 m
Tổn thất hf không quá 0,5 m
=>Tổng áp lực cần thiết:
Hd : Tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn hc : Tổn thất cục bộ hf : Toồn thaỏt qua thieỏt bũ phaõn phoỏi
H : Chiều sâu hữu ích là 4 m phъt m l m ngаy l phъt m ngаy m
− × kw n: Hiệu suất máy nén khí, n= 0,7÷0,9 chọn n= 0,8
Hàm lượng các chất còn lại sau khi qua bể Aeroten là:
Hàm lượng COD sau xử lý kỵ khí:
Hàm lượng BOD sau xử lí:
Hàm lượng cặn lơ lửng sau khi qua bể Aeroten giảm 5%, lượng cặn ra là:
Nhiệm vụ: Bể lắng đợt II nhằm lắng các màng vi sinh vật, lượng bùn sinh ra trong quá trình xử lý sinh học dưới dạng cặn lắng
Thời gian lắng II được chọn t = 3,5 h
Thể tích bể lắng là:
Chọn vận tốc chảy qua ống trung tâm:
Diện tích ống trung tâm của bể lắng đứng đợt II được tính toán theo công thức: f = 3 70 10 3 2 0,07 2
Q tt tb s = × − = × − Diện tích tiết diện bề mặt vùng lắng của phần lắng bể được tính:
V 2 : vận tốc chảy trong bể lắng đứng sau bể lắng sinh học V 2 =0,05mm/s hay 0,0005m/s Đường kính ống trung tâm: d= f m
Diện tích tổng cộng của bể lắng đứng đợt II là:
Số lượng bể lắng II tính theo công thức: n = 0,91
Chiều cao phần hình nón (chiều cao lớp bùn lắng trong ống trung tâm) h2 =Dtg m
0 = × Chiều cao bảo vệ (tính từ mực nước ra bể bảo vệ hbv = 0,3)
Tốc độ nước chảy trong bể lắng đứng: v2 = m s
Thể tích phần chứa bùn:
Dung tích bùn cần xử lý mỗi ngày:
Nhiệm vụ: Ổn định bùn, giảm khả năng lên men của bùn, hỗn hợp bùn đã phân hủy trộn chung với lượng bùn mới gia nhiệt được đưa vào bể kỵ khí Sự phân hủy kỵ khí sinh ra khí sinh học có thành phần chủ yếu là metan, có thể dùng để cung cấp nhiệt và lượng bùn sau khi ổn định có thành phần tốt cho cây
Lượng bùn xử lý bao gồm:
- Lượng bùn từ bể điều hoà kết hợp lắng
Css: Hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải dẫn đến bể lắng I, Css %2 mg/l Q: Lưu lượng trung bình của nước thải trong ngày đêm
E: Hiệu suất lắng làm thoáng sơ bộ, E= 60%
K: Hệ số tính đến khả năng tăng lượng cặn do có cở hạt lơ lửng lớn,
P: Độ ẩm của cặn tươi, P = 93%
Lượng bùn hoạt tính dư
-Bùn sinh học từ bể lắng UASB
-Bùn từ bể lắng II:
Thể tích bể Metan tính theo công thức
W: Lượng cặn dẫn đến bể mêtan d: Liều lượng cặn ngày đêm dẫn vào bể (%), phụ thuộc vào chế độ lên men và độ ẩm của cặn Lấy d = 9,3 %
- Thời gian phân hủy bùn:
Chiều cao bể Metan: chọn H = 3,8 m
- Kích thước bể metan: dài × rộng× cao = L x B = 3m x 2,9 x3,8 m
- Chiều cao tổng cộng của bể mêtan:
- Góc tạo bởi mặt nghiêng đáy với mặt ngang là α 0 0
- Chiều cao phần đáy hình nón của bể metan:
- Lượng khí đốt thu được:
= × a: khả năng lên men lớn nhất của chất không tro trong hỗn hợp cặn dẫn vào bể mêtan,% Giá trị a phụ thuộc vào thành phần hóa học của cặn: chất béo, hydrat carbon, protein… Giá trị thực nghiệm a ứng với cặn tươi là 51,3% n: hệ số phụ thuộc vào độ ẩm của cặn và chế độ lên men cặn, lấy n = 0,5
- Lượng khí đốt sinh ra từ bể metan trong một ngày:
4.2.7 Máng trộn vách ngăn có lỗ
Nhiệm vụ: Xáo trộn, khuếch tán đều hoá chất khử trùng vào trong nước thải
Sau các giai đoạn xử lý cơ học, sinh học trong điều kiện nhân tạo, vi khuẩn gây bệnh không thể bị tiêu diệt hoàn toàn Vì vậy theo quy phạm, vì vậy cần phải khử trùng nước thải trước khi xả vào nguồn nước Để khử trùng nước thải, dùng phương pháp clorua vôi Qúa trình phân hủy cloruavôi có thể xảy ra như sau: 2Ca(OCl)2 +2H20 CaCl2+ Ca(OH)2 + HOCl
Acid hypochloric HOCl một phần bị ion hoá HOCl H + + OCl - HOCl và đặc biệt là ion OCl - với nồng độ xác định sẽ tạo nên các điều kiện oxy hoá mạnh có khả năng tiêu diệt vi khuẩn
Acid hypochloric HOCl rất yếu trong điều kiện trung tính và kiềm, khi có ánh sáng sẽ bị phân hủy thành acid HCl và oxy nguyên tử:
Lượng Clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải được tính theo công thức: Y= (a ×Q max h )/1000 kg/h
Q max h : lưu lượng của nước thải, Q = 20m 3 /h kg nd m y a 0,465 /
3 a: liều lượng Clo hoạt tính, a g/m 3
Kích thước ngăn hoà tan: 1,5m x1,5m x 1m Để xáo trộn nước thải với Clo có thể dùng bất kỳ loại máng trộn nào Thời gian xáo trộn thực hiện nhanh trong vòng 1- 2 phút Ở đây ta dùng máng trộn vách ngăn có lỗ
Máng trộn vách ngăn có lỗ thường gồm 2 hoặc 3 vách ngăn với các lỗ có đường kính từ 20 -100mm
Chọn máng trộn vách ngăn có 2 ngăn và đường kính lỗ dlỗ = 30mm
Số lỗ trong mỗi vách ngăn được tính theo công thức:
N = (4xq max s )/(πxd 2 xV) = (4x 5,5.10 -3 )/ ( 3,14x (0,03) 2 x 1,17) = 6,65~7 loã Trong đó: q max s : lưu lượng nước thải lớn nhất theo giây, q max s = 5,5.10 -3 d: đường kính lỗ, d = 30mm v: vận tốc chuyển động của nước qua lỗ, v= 1,17m/s
Chọn 3 hàng lỗ theo phương thẳng đứng và 3 hàng lỗ theo phương ngang có tất cả 9 lỗ
Khoảng cách giữa tâm các lỗ theo chiều ngang lấy bằng 2d = 2 x 0,03 0,06m
Chiều ngang máng trộn là:
Khoảng cách giữa tâm các lỗ theo chiều đứng của vách ngăn thứ nhất (tính từ cuối máng trộn) cũng lấy bằng 2d khi đó chiều cao lớp nước trước vách ngăn này sẽ là:
Tổn thất áp lực trong các lỗ của vách ngăn được tính theo công thức: h = v 2 /((à 2 ì2ìg) = 1,17 2 /(0,6 2 x 2 x 9,81) = 0,19m
Trong đó: v: vận tốc chuyển động của nước qua lỗ, v = 1,17m/s à: hệ thống lưu lượng, cú thể lấy bằng 0,6-0,7 Chọn à= 0,6
Chiều cao lớp nước trước vách ngăn thứ hai sẽ là:
Nhiệm vụ: khử sạch chất dinh dưỡng còn lại bằng thực vật ( lục bình, tảo ), tránh được hiện tượng phú dưỡng hoá cho nguồn tiếp nhận
Ao sinh học chọn kích thước có chiều cao 1m
Thể tích bể 45m 3 , diện tích 45m 2 Chọn chiều dài L = 8m, chiều rộng 5,6m