NGUỒN GỐC PHÁT SINH, THÀNH PHẦN VÀ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG CỦA CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG NGÀNH CHẾ BIẾN THỦY HẢI SẢN

Xử lý nước thải nhà máy A đang xét hoạt động chế biến thủy hải sản lưu lượng trung bình là 1000 m3/ngày đêm, với các thống số đầu vào ở bảng 1 đạt TCVN 5945 – 2005 cột B để có thể thải vào nguồn tiếp nhận.

PHẦN 1: TỔNG QUAN1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Ngành công nghiệp chế biến thủy hải sản đã và đang đem lại nhữnglợi nhuận không nhỏ cho nền kinh tế Việt Nam nói chung và của ngườinông dân nuôi trồng thủy hải sản nói riêng Nhưng bên cạnh những lợi ích

mà nó mang lại như giảm đối nghèo, tăng trưởng GDP cho quốc gia thì nócũng để lại những hậu quả thật khó lường đối với môi trường sống củachúng ta Hậu quả là các con sông, kênh rạch nước bị đen bẩn và bốc mùihôi thối một phần là do việc sản xuất và chế biến thủy hải sản thải ra mộtlượng lớn nước thải có mùi hôi tanh vào môi trường mà không qua bất kỳgiai đoạn xử lý nào Chính điều này đã gây ảnh hưởng rất lớn đối với conngười và hệ sinh thái gần các khu vực có lượng nước thải này thải ra

Đứng trước những đòi hỏi về một môi trường sống trong lành củangười dân, cũng như qui định về việc sản xuất đối với các doanh nghiệp khinước ta gia nhập WTO đòi hỏi mỗi một đơn vị sản xuất kinh doanh phảicần có một hệ thống xử lý nước thải nhằm giảm thiểu ảnh hưởng đến môitrường xung quanh Đứng trước những đòi hỏi cấp bách đó, nhóm đã tiếnghành nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải của các nhàmáy sản xuất và chế biến thủy hải sản

1.2 Mục đích

Xử lý nước thải nhà máy A đang xét hoạt động chế biến thủy hảisản lưu lượng trung bình là 1000 m3/ngày đêm, với các thống số đầu vào ởbảng 1 đạt TCVN 5945 – 2005 cột B để có thể thải vào nguồn tiếp nhận

CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG NGÀNH CHẾ

BIẾN THỦY HẢI SẢN

2.1 Nguồn gốc phát sinh các chất ô nhiễm trong ngành chế biến

thủy hải sản.

Tùy thuộc vào các loại nguyên liệu như tôm, cá, sò, mực, cua… màcông nghệ sẽ có nhiều điểm riêng biệt tuy nhiên quy trình sản xuất có cácdạng sau:

Quy trình công nghệ sản xuất các sản phẩm khô của công ty Seapimex

(Nguồn Phan Thu nga – luận văn cao học 1997)

Nước thải

Nguyên liệu thô

Sơ chế (chải sạch cát, chặt đầu, lặt

dè, bỏ sống…)

Nướng

Đóng gói

Bảo quản lạnh (-18 0 C)

Cán, xé mỏng

COD = 100 –

800 mg/L

SS = 30 – 100 mg/L

Ntc = 17 - 31 mg/L

Phân cỡ, loại

Đóng gói

Bảo quản lạnh

(-18 0 C)

Quy trình công nghệ sản xuất các sản phẩm đông lạnh

của công ty Seapimex

(Nguồn Phan Thu nga – luận văn cao học 1997)

Nước thải

Rửa

Nguyên liệu tươi

ướp cá Rửa

SS : 128 – 280 mg/L COD :400 – 2.200 mg/L

Ntc : 57 – 126 mg/L

Ptc : 23 – 98 mg/L

Quy trình công nghệ sản xuất các sản phẩm đống hộp của công ty Seapimex

(Nguồn Phan Thu nga – luận văn cao học 1997)

Nước thải

Nguyên liệu (tôm, thịt chín ướp lạnh)

Rửa Loại bỏ tạp chất Luộc sơ bộ Đóng vào hộp Cho nước muối vào Ghép mí hộp Khử trùng

Để nguội Dán nhãn Đóng gói Bảo quản

SS : 150 – 250 mg/L COD : 336 – 1000 mg/L

Ntc : 42 – 127 mg/L

Ptc : 37 – 125 mg/L

2.2 Thành phần và tính chất nước thải thủy hải sản.

Với các quy trình công nghệ như trên thì nguồn phát sinhchất thải gây ô nhiễm chủ yếu trong các công ty chế biến đông lạnh thìđược chia làm ba dạng: chất thải rắn, chất thải lỏng và chất thải khí Trongquá trình sản xuất còn gây ra các nguồn ô nhiễm khác như tiếng ồn, độrung và khả năng gây cháy nổ

Chất thải rắn

Chất thải rắn thu được từ quá trình chế biến tôm, mực, cá, sò có đầu

vỏ tôm, vỏ sò, da, mai mực, nội tạng… Thành phần chính của phế thải sảnxuất các sản phẩm thuỷ sản chủ yếu là các chất hữu cơ giàu đạm, canxi,phốtpho Toàn bộ phế liệu này được tận dụng để chế biến các sản phẩmphụ, hoặc đem bán cho dân làm thức ăn cho người, thức ăn chăn nuôi giasúc, gia cầm hoặc thuỷ sản

Ngoài ra còn có một lượng nhỏ rác thải sinh hoạt, các bao bì, dâyniềng hư hỏng hoặc đã qua sử dụng với thành phần đặc trưng của rác thải

đô thị

Chất thải lỏng

Nước thải trong công ty máy chế biến đông lạnh phần lớn là nướcthải trong quá trình sản xuất bao gồm nước rửa nguyên liệu, bán thànhphẩm, nước sử dụng cho vệ sinh và nhà xưởng, thiết bị, dụng cụ chế biến,nước vệ sinh cho công nhân

Lượng nước thải và nguồn gây ô nhiễm chính là do nước thải trongsản xuất

Chất thải khí

Khí thải sinh ra từ công ty có thể là:

- Khí thải Chlor sinh ra trong quá trình khử trùng thiết bị, nhàxưởng chế biến và khử trùng nguyên liệu, bán thành phẩm

- Mùi tanh từ mực, tôm nguyên liêu, mùi hôi tanh từ nơi chứa phếthải, vỏ sò, cống rãnh

Đối với nước ngầm tầng nông, nước thải chế biến thuỷ sản có thểthấm xuống đất và gây ô nhiễm nước ngầm Các nguồn nước ngầm nhiễmcác chất hữu cơ, dinh dưỡng và vi trùng rất khó xử lý thành nước sạch cungcấp cho sinh hoạt.

Đối với các nguồn nước mặt, các chất ô nhiễm có trong nước thảichế biến thuỷ sản sẽ làm suy thoái chất lượng nước, tác động xấu đến môitrường và thủy sinh vật, cụ thể như sau:

Các chất hữu cơ

Các chất hữu cơ chứa trong nước thải chế biến thuỷ sản chủ yếu là

dễ bị phân hủy Trong nước thải chứa các chất như cacbonhydrat, protein,chất béo khi xả vào nguồn nước sẽ làm suy giảm nồng độ oxy hòa tantrong nước do vi sinh vật sử dụng ôxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ.Nồng độ oxy hòa tan dưới 50% bão hòa có khả năng gây ảnh hưởng tới sựphát triển của tôm, cá Oxy hòa tan giảm không chỉ gây suy thoái tàinguyên thủy sản mà còn làm giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước,dẫn đến giảm chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp

Chất rắn lơ lửng

Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc có màu, nó hạn chế độsâu tầng nước được ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng tới quá trình

quang hợp của tảo, rong rêu Chất rắn lơ lửng cũng là tác nhân gây ảnhhưởng tiêu cực đến tài nguyên thủy sinh đồng thời gây tác hại về mặt cảmquan (tăng độ đục nguồn nước) và gây bồi lắng lòng sông, cản trở sự lưuthông nước và tàu bè…

Chất dinh dưỡng (N, P)

Nồng độ các chất nitơ, photpho cao gây ra hiện tượng phát triểnbùng nổ các loài tảo, đến mức độ giới hạn tảo sẽ bị chết và phân hủy gâynên hiện tượng thiếu oxy Nếu nồng độ oxy giảm tới 0 gây ra hiện tượngthủy vực chết ảnh hưởng tới chất lượng nước của thủy vực Ngoài ra, cácloài tảo nổi trên mặt nước tạo thành lớp màng khiến cho bên dưới không cóánh sáng Quá trình quang hợp của các thực vật tầng dưới bị ngưng trệ Tất

cả các hiện tượng trên gây tác động xấu tới chất lượng nước, ảnh hưởng tới

hệ thuỷ sinh, nghề nuôi trồng thuỷ sản, du lịch và cấp nước

Amonia rất độc cho tôm, cá dù ở nồng độ rất nhỏ Nồng độ làm chếttôm, cá, từ 1,2  3 mg/l Tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi trồng thủy sảncủa nhiều quốc gia yêu cầu nồng độ Amonia không vượt quá 1mg/l

Vi sinh vật

Các vi sinh vật đặc biệt vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sán trongnguồn nước là nguồn ô nhiễm đặc biệt Con người trực tiếp sử dụng nguồnnước nhiễm bẩn hay qua các nhân tố lây bệnh sẽ truyền dẫn các bệnh dịchcho người như bệnh lỵ, thương hàn, bại liệt, nhiễm khuẩn đường tiết niệu,tiêu chảy cấp tính

3.1.1 Song chắn rác

Song chắn rác nhằm chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn hay ởdạng sợi: giấy, rau cỏ, rác … được gọi chung là rác Rác được chuyển tớimáy nghiền để nghiền nhỏ, sau đó được chuyển tới bể phân hủy cặn (bểmêtan) Đối với các tạp chất < 5 mm thường dùng lưới chắn rác Cấu tạocủa thanh chắn rác gồm các thanh kim loại tiết diện hình chữ nhật, hìnhtròn hoặc bầu dục… Song chắn rác được chia làm 2 loại di động hoặc cốđịnh, có thể thu gom rác bằng thủ công hoặc cơ khí Song chắn rác đượcđặt nghiêng một góc 60 – 90 0 theo hướng dòng chảy

3.1.2 Bể lắng cát

Bể lắng cát dùng để tách các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riênglớn hơn nhiều so với trọng lượng riêng của nước như xỉ than, cát …… rakhỏi nước thả Cát từ bể lắng cát được đưa đi phơi khô ở sân phơi và cátkhô thường được sử dụng lại cho những mục đích xây dựng

3.1.3 Bể lắng

Bể lắng dùng để tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơntrọng lượng riêng của nước Chất lơ lửng nặng hơn sẽ từ từ lắng xuống đáy,còn chất lơ lửng nhẹ hơn sẽ nổi lên mặt nước hoặc tiếp tục theo dòng nướcđến công trình xử lý tiếp theo Dùng những thiết bị thu gom và vận chuyểncác chất bẩn lắng và nổi (ta gọi là cặn ) tới công trình xử lý cặn

 Dựa vào chức năng, vị trí có thể chia bể lắng thành các

loại: bể lắng đợt 1 trước công trình xử lý sinh học và bể lắng đợt 2 sau côngtrình xử lý sinh học

 Dựa vào nguyên tắc hoạt động, người ta có thể chia ra các

loại bể lắng như: bể lắng hoạt động gián đoạn hoặc bể lắng hoạt động liêntục

 Dựa vào cấu tạo có thể chia bể lắng thành các loại như sau:

3.1.3.2 Bể lắng ngang

Bể lắng ngang có hình dạng chữ nhật trên mặt bằng, tỷ lệ giữa chiềurộng và chiều dài không nhỏ hơn ¼ và chiều sâu đến 4m Bể lắng ngangdùng cho các trạm xử lý có công suất lớn hơn 15.000 m3/ ngàyđêm Trong

bể lắng nước thải chuyển động theo phương ngang từ đầu bể đến cuối bể vàđược dẫn tới các công trình xử lý tiếp theo, vận tốc dòng chảy trong vùngcông tác của bể không được vượt quá 40 mm/s Bể lắng ngang có hố thucặn ở đầu bể và nước trong được thu vào ở máng cuối bể

3.1.3.3 Bể lắng ly tâm

Bể lắng ly tâm có dạng hình tròn trên mặt bằng Bể lắng ly tâmđược dùng cho các trạm xử lý có công suất lớn hơn 20.000 m3/ngàyđêm.Trong bể lắng nước chảy từ trung tâm ra quanh thành bể Cặn lắng đượcdồn vào hố thu cặn được xây dựng ở trung tâm đáy bể bằng hệ thống càogom cặn ở phần dưới dàn quay hợp với trục 1 góc 450 Đáy bể thường được

thiết kế với độ dốc i = 0,02 – 0,05 Dàn quay với tốc độ 2-3 vòng trong 1giờ Nước trong được thu vào máng đặt dọc theo thành bể phía trên.

3.1.4 Bể vớt dầu mỡ

Bể vớt dầu mỡ thường được áp dụng khi xử lý nước thải có chứadầu mỡ (nước thải công ngiệp), nhằm tách các tạp chất nhẹ Đối với thảisinh hoạt khi hàm lượng dầu mỡ không cao thì việc vớt dầu mỡ thực hiệnngay ở bể lắng nhờ thiết bị gạt chất nổi

3.1.5 Bể lọc

Bể lọc nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằngcách cho nước thải đi qua lớp lọc đặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc Bể nàyđược sử dụng chủ yếu cho một số loại nước thải công nghiệp Quá trìnhphân riêng được thực hiện nhờ vách ngăn xốp, nó cho nước đi qua và giữpha phân tán lại Quá trình diễn ra dưới tác dụng của áp suất cột nước

Hiệu quả của phương pháp xử lý cơ học

Có thể loại bỏ được đến 60% tạp chất không hoà tan có trong nướcthải và giảm BOD đến 30% Để tăng hiệu suất công tác của các công trình

xử lý cơ học có thể dùng biện pháp làm thoáng sơ bộ, thoáng gió đông tụsinh học, hiệu quả xử lý có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và40-50 % theo BOD

Trong số các công trình xử lý cơ học có thể kể đến bể tự hoại, bểlắng hai vỏ, bể lắng trong có ngăn phân huỷ là những công trình vừa đểlắng vừa để phân huỷ cặn lắng

3.2 Phương pháp xử lý hóa lý.

Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý là

áp dụng các quá trình vật lý và hoá học để đưa vào nước thải chất phản ứngnào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thànhcác chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hoà tan nhưng không độc hại hoặcgây ô nhiễm môi trường Giai đoạn xử lý hoá lý có thể là giai đoạn xử lý

độc lập hoặc xử lý cùng với các phương pháp cơ học, hoá học, sinh họctrong công nghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh.

Những phương pháp hoá lý thường được áp dụng để xử lý nước thải

là : keo tụ, đông tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược và siêulọc …

3.2.1 Phương pháp keo tụ và đông tụ

Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưngkhông thể tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vìchúng là những hạt rắn có kích thước quá nhỏ Để tách các hạt rắn đó mộtcách có hiệu quả bằng phương pháp lắng, cần tăng kích thước của chúngnhờ sự tác động tương hổ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập hợp cáchạt, nhằm tăng vận tốc lắng của chúng Việc khử các hạt keo rắn bằng lắngtrọng lượng đòi hỏi trước hết cần trung hòa điện tích của chúng, thứ đến làliên kết chúng với nhau Quá trình trung hoà điện tích thường được gọi làquá trình đông tụ (coagulation), còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn

từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ (flocculation)

3.2.1.1 Phương pháp keo tụ

Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các chất caophân tử vào nước Khác với quá trình đông tụ, khi keo tụ thì sự kết hợpdiễn ra không chỉ do tiếp xúc trực tiếp mà còn do tương tác lẫn nhau giữacác phân tử chất keo tụ bị hấp phụ trên các hạt lơ lửng

Chất keo tụ thường dùng có thể là hợp chất tự nhiên và tổng hợpchất keo tự nhiên là tinh bột, ete, xenlulozơ, dectrin (C6H10O5)n và dioxytsilic hoạt tính (xSiO2.yH2O)

3.2.1.2 Phương pháp đông tụ

Quá trình thuỷ phân các chất đông tụ và tạo thành các bông keo xảy

ra theo các giai đoạn sau :

Me3+ + HOH  Me(OH)2+ + H+

Me(OH)2+ + HOH  Me(OH)+ + H+

Me(OH)+ + HOH  Me(OH)3 + H+

Me3+ + 3HOH  Me(OH)3 + 3 H+

Chất đông tụ thường dùng là muối nhôm, sắt hoặc hoặc hỗn hợpcủa chúng Việc chọn chất đông tụ phụ thuộc vào thành phần, tính chất hoá

lý, giá thành, nồng độ tạp chất trong nước, pH

Các muối nhôm được dùng làm chất đông tụ: Al2(SO4)3.18H2O,NaAlO2, Al(OH)2Cl, Kal(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O Thườngsunfat nhôm làm chất đông tụ vì hoạt động hiệu quả pH = 5 – 7.5, tan tốttrong nước, sử dụng dạng khô hoặc dạng dung dịch 50% và giá thànhtương đối rẻ

Các muối sắt được dùng làm chất đông tụ: Fe(SO3).2H2O,Fe(SO4)3.3H2O, FeSO4.7H2O và FeCl3 Hiệu quả lắng cao khi sử dụngdạng khô hay dung dịch 10 -15%

3.2.2 Tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ởdạng rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng.Trong xử lý nước thải, tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơlửng và làm đặc bùn sinh học Ưu điểm cơ bản của phương pháp này so vớiphương pháp lắng là có thể khử được hoàn toàn các hạt nhỏ hoặc nhẹ, lắngchậm, trong một thời gian ngắn Khi các hạt đã nổi lên bề mặt, chúng cóthể thu gom bằng bộ phận vớt bọt

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ(thường là không khí ) vào trong pha lỏng Các khí đó kết dính với các hạt

và khi lực nổi của tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng

nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứahàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban đầu

Các chất hấp phụ thường được sử dụng như: than hoạt tính, các chấttổng hợp và chất thải của vài ngành sản xuất được dùng làm chất hấp phụ(tro, rỉ, mạt cưa …) Chất hấp phụ vô cơ như đất sét, silicagen, keo nhôm

và các chất hydroxit kim loại ít được sử dụng vì năng lượng tương tác củachúng với các phân tử nước lớn Chất hấp phụ phổ biến nhất là than hoạttính, nhưng chúng cần có các tính chất xác định như : tương tác yếu với cácphân tử nước và mạnh với các chất hữu cơ, có lỗ xốp thô để có thể hấp phụcác phân tử hữu cơ lớn và phức tạp, có khả năng phục hồi Ngoài ra, thanphải bền với nước và thấm nước nhanh Quan trọng là than phải có hoạttính xúc tác thấp đối với phản ứng oxy hóa bởi vì một số chất hữu cơ trongnước thải có khả năng bị oxy hoá và bị hoá nhựa Các chất hoá nhựa bít kín

lổ xốp của than và cản trở việc tái sinh nó ở nhiệt độ thấp

3.2.4 Phương pháp trao đổi ion

Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chấtrắn trao đổi với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau.Các chất này gọi là các ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tantrong nước

Các chất có khả năng hút các ion dương từ dung dịch điện ly gọi làcationit, những chất này mang tính axit Các chất có khả năng hút các ion

âm gọi là anionit và chúng mang tính kiềm Nếu như các ionit nào đó traođổi cả cation và anion gọi là các ionit lưỡng tính.

Phương pháp trao đổi ion thường được ứng dụng để loại ra khỏinước các kim loại như: Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, M ,…v…v…, các hợp chấtcủa Asen, photpho, Cyanua và các chất phóng xạ

Các chất trao đổi ion là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tựnhiên hay tổng hợp nhân tạo Các chất trao đổi ion vô cơ tự nhiên gồm cócác zeolit, kim loại khoáng chất, đất sét, fenspat, chất mica khác nhau …

vô cơ tổng hợp gồm silicagen, pecmutit (chất làm mềm nước ), các oxytkhó tan và hydroxyt của một số kim loại như nhôm, crôm, ziriconi … Cácchất trao đổi ion hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên gồm axit humic và than đáchúng mang tính axit, các chất có nguồn gốc tổng hợp là các nhựa có bềmặt riêng lớn là những hợp chất cao phân tử

3.2.5 Các quá trình tách bằng màng

Màng được định nghĩa là một pha đóng vai trò ngăn cách giữa cácpha khác nhau Viêc ứng dụng màng để tách các chất phụ thuộc vào độthấm của các hợp chất đó qua màng Người ta dùng các kỹ thuật như: điệnthẩm tích, thẩm thấu ngược, siêu lọc và các quá trình tương tự khác

Thẩm thấu ngược và siêu lọc là quá trình lọc dung dịch qua màngbán thẩm thấu, dưới áp suất cao hơn áp suất thấm lọc Màng lọc cho cácphân tử dung môi đi qua và giữ lại các chất hoà tan Sự khác biệt giữa haiquá trình là ở chỗ siêu lọc thường được sử dụng để tách dung dịch có khốilượng phân tử trên 500 và có áp suất thẩm thấu nhỏ (ví dụ như các vikhuẩn, tinh bột, protein, đất sét …) Còn thẩm thấu ngược thường được sửdụng để khử các vật liêu có khối lượng phân tử thấp và có áp suất cao

3.2.6 Phương pháp điện hoá

Mục đích của phương pháp này là xử lý các tạp chất tan và phân tántrong nước thải, có thể áp dụng trong quá trình oxy hoá dương cực, khử âm

cực, đông tụ điện và điện thẩm tích Tất cả các quá trình này đều xảy ratrên các điện cực khi cho dòng điện 1 chiều đi qua nước thải.

Nhược điểm lớn của phương pháp này là tiêu hao điện năng lớn

3.3 Phương pháp xử lý sinh học.

Phương pháp xử lí sinh học là sử dụng khả năng sống, hoạt độngcủa vi sinh vật để phân huỷ các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải Các visinh vật sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồndinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhậncác chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản vì thế sinhkhối của chúng được tăng lên Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ visinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa Phương pháp xử lý sinh học cóthể thực hiện trong điều kiện hiếu khí ( với sự có mặt của oxy) hoặc trongđiều kiện kỵ khí( không có oxy)

Phương pháp xử lý sinh học có thể ứng dụng để làm sạch hoàn toàncác loại nước thải chứa chất hữu cơ hoà tan hoặc phân tán nhỏ Do vậyphương pháp này thường được áp dụng sau khi loại bỏ các loại tạp chất thô

ra khỏi nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao

Quá trình xử lý sinh học gồm các bước

 Chuyển hoá các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạngkeo và dạng hoà tan thành thể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh

 Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinhvật và các chất keo vô cơ trong nước thải

 Loại các bông cặn ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng

3.3.1 Xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên.

Để tách các chất bẩn hữu cơ dạng keo và hoà tan trong điều kiện tựnhiên người ta xử lí nước thải trong ao, hồ ( hồ sinh vật) hay trên đất ( cánhđồng tưới, cánh đồng lọc…)

3.3.1.1 Hồ sinh vật

Hồ sinh vật là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, còngọi là hồ oxy hoá, hồ ổn định nước thải, … xử lí nước thải bằng phươngpháp sinh học Trong hồ sinh vật diễn ra quá trình oxy hóa sinh hóa cácchất hữu cơ nhờ các loài vi khuẩn, tảo và các loại thủy sinh vật khác, tương

tự như quá trình làm sạch nguồn nước mặt Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra

từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy từ không khí để oxy hoácác chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2, photphat và nitrat amon sinh ra

từ sự phân huỷ, oxy hoá các chất hữu cơ bởi vi sinh vật Để hồ hoạt độngbình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu Nhiệt độ khôngđược thấp hơn 60C

Theo bản chất quá trình sinh hoá, người ta chia hồ sinh vật ra cácloại hồ hiếu khí, hồ sinh vật tuỳ tiện (Faculative) và hồ sinh vật yếm khí

 Hồ sinh vật hiếu khí

Quá trình xử lí nước thải xảy ra trong điều kiện đầy đủ oxy, oxyđược cung cấp qua mặt thoáng và nhờ quang hợp của tảo hoặc hồ được làmthoáng cưỡng bức nhờ các hệ thống thiết bị cấp khí Độ sâu của hồ sinh vậthiếu khí không lớn từ 0,5-1,5m

 Hồ sinh vật tuỳ tiện

Có độ sâu từ 1.5 – 2.5m, trong hồ sinh vật tùy tiện, theo chiều sâulớp nước có thể diễn ra hai quá trình: oxy hoá hiếu khí và lên men yếm khícác chất bẩn hữu cơ Trong hồ sinh vật tùy tiện vi khuẩn và tảo có quan hệtương hổ đóng vai trò cơ bản đối với sự chuyển hóa các chất

 Hồ sinh vật yếm khí

Có độ sâu trên 3m, với sự tham gia của hàng trăm chủng loại vikhuẩn kỵ khí bắt buộc và kỵ khí không bắt buộc Các vi sinh vật này tiếnhành hàng chục phản ứng hoá sinh học để phân huỷ và biến đổi các hợpchất hữu cơ phức tạp thành những chất đơn giản, dễ xử lý Hiệu suất giảmBOD trong hồ có thể lên đến 70% Tuy nhiên nước thải sau khi ra khỏi hồ

vẫn có BOD cao nên loại hồ này chỉ chủ yếu áp dụng cho xử lý nước thảicông nghiệp rất đậm đặc và dùng làm hồ bậc 1 trong tổ hợp nhiều bậc.

3.3.1.2 Cánh đồng tưới - Cánh đồng lọc

Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác, có thể tiếp nhận và xử

lý nước thải Xử lý trong điều kiện này diễn ra dưới tác dụng của vi sinhvật, ánh sáng mặt trời, không khí và dưới ảnh hưởng của các hoạt độngsống thực vật, chất thải bị hấp thụ và giữ lại trong đất, sau đó các loại vikhuẩn có sẵn trong đất sẽ phân huỷ chúng thành các chất đơn giản để câytrồng hấp thụ Nước thải sau khi ngấm vào đất, một phần được cây trồng sửdụng Phần còn lại chảy vào hệ thống tiêu nước ra sông hoặc bổ sung chonước nguồn

3.3.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo

3.3.2.1 Bể lọc sinh học

Bể lọc sinh học là công trình nhân tạo, trong đó nước thải được lọcqua vật liệu rắn có bao bọc một lớp màng vi sinh vật Bể lọc sinh học gồmcác phần chính như sau: phần chứa vật liệu lọc, hệ thống phân phối nướcđảm bảo tưới đều lên toàn bộ bề mặt bể, hệ thống thu và dẫn nước sau khilọc, hệ thống phân phối khí cho bể lọc

Quá trình oxy hóa chất thải trong bể lọc sinh học diễn ra giống nhưtrên cánh đồng lọc nhưng với cường độ lớn hơn nhiều Màng vi sinh vật đã

sử dụng và xác vi sinh vật chết theo nước trôi khỏi bể được tách khỏi nướcthải ở bể lắng đợt 2 Để đảm bảo quá trình oxy hoá sinh hóa diễn ra ổnđịnh, oxy được cấp cho bể lọc bằng các biện pháp thông gió tự nhiên hoặcthông gió nhân tạo Vật liệu lọc của bể lọc sinh học có thể là nhựa Plastic,

xỉ vòng gốm, đá Granit……

 Bể lọc sinh học nhỏ giọt

Bể có dạng hình vuông, hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng,

bể lọc sinh học nhỏ giọt làm việc theo nguyên tắc sau :

 Nước thải sau bể lắng đợt 1 được đưa về thiết bị phân phối,theo chu kỳ tưới đều nước trên toàn bộ bề mặt bể lọc Nước thải sau khi lọcchảy vào hệ thống thu nước và được dẫn ra khỏi bể Oxy cấp cho bể chủyếu qua hệ thống lỗ xung quanh thành bể.

 Vật liệu lọc của bể sinh học nhỏ giọt thường là các hạt cuội, đá

… đường kính trung bình 20 – 30 mm Tải trọng nước thải của bể thấp (0,5– 1,5 m3/m3 vật liệu lọc /ngàyđêm) Chiều cao lớp vật liệu lọc là 1.5 – 2m.Hiệu quả xử lý nước thải theo tiêu chuẩn BOD đạt 90% Dùng cho các trạm

xử lý nước thải có công suất dưới 1000 m3/ngàyđêm

 Bể lọc sinh học cao tải

Bể lọc sinh học cao tải có cấu tạo và quản lý khác với bể lọc sinh họcnhỏ giọt, nước thải tưới lên mặt bể nhờ hệ thống phân phối phản lực Bể cótải trọng 10 – 20 m3 nước thải/1m2 bề mặt bể /ngàyđêm Nếu trường hợpBOD của nước thải quá lớn người ta tiến hành pha loãng chúng bằng nướcthải đã làm sạch Bể được thiết kế cho các trạm xử lý dưới 5000

m3/ngàyđêm

3.3.2.2 Bể hiếu khí bùn hoạt tính – Bể Aerotank

Là bể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tụcvào bể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải vàcấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải Khi

ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho các vikhuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùnhoạt tính Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chấtdinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơkhông hòa tan và thành các tế bào mới Số lượng bùn hoạt tính sinh ratrong thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải ban đầu đivào trong bể không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ do đó phải sử dụnglại một phần bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy ở bể lắng đợt 2, bằng cáchtuần hoàn bùn về bể Aerotank để đảm bảo nồng độ vi sinh vật trong bể

Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bể nén bùn hoặc các công trình xử lýbùn cặn khác để xử lý Bể Aerotank hoạt động phải có hệ thống cung cấpkhí đầy đủ và liên tục.

3.3.2.3 Quá trình xử lý sinh học kỵ khí - Bể UASB

3.3.2.3.1 Quá trình xử lý sinh học kỵ khí

Quá trình phân hủy kỵ khí là quá trình phân hủy sinh học các chấthữu cơ có trong nước thải trong điều kiện không có oxy để tạo ra sản phẩmcuối cùng là khí CH4 và CO2 (trường hợp nước thải không chứa NO3- và

SO42-) Cơ chế của quá trình này đến nay vẫn chưa được biết đến một cáchđầy đủ và chính xác nhưng cách chung, quá trình phân hủy có thể đượcchia ra các giai đoạn như sau:

Hình 2: Sơ đồ chuyển hóa vật chất trong điều kiện kỵ khí

Ở 3 giai đoạn đầu, COD của dung dịch hầu như không thay đổi, nóchỉ giảm trong giai đoạn methane hóa Sinh khối mới được tạo thành liêntục trong tất cả các giai đoạn

VẬT CHẤT HƯU CƠ

PROTEINS HYDROCARBON LIPIDS

ACID AMIN / ĐƯỜNG

Vi khuẩn tạo khí H2

Vi khuẩn methane hóa

KHUẨN

Trong một hệ thống vận hành tốt, các giai đoạn này diễn ra đồng thời

và không có sự tích lũy quá mức các sản phẩm trung gian Nếu có một sựthay đổi bất ngờ nào đó xảy ra, các giai đoạn có thể mất cân bằng Phamethane hóa rất nhạy cảm với sự thay đổi của pH hay nồng độ acid béocao Do đó, khi vận hành hệ thống, cần chú ý phòng ngừa những thay đổibất ngờ, cả pH lẫn sự quá tải

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy kỵ khí

Để duy trì sự ổn định của quá trình xử lý kỵ khí, phải duy trì đượctrạng thái cân bằng động của quá trình theo 4 pha đã nêu trên Muốn vậytrong bể xử lý phải đảm bảo các yếu tố sau:

 Nhiệt độ: khoảng 30÷350C Nhiệt độ tối ưu cho quá trìnhnày là 350C pH: pH tối ưu cho quá trình dao động trong phạm vi rất hẹp,

từ 6.5 đến 7.5 Sự sai lệch khỏi khoảng này đều không tốt cho pha methanehóa

 Chất dinh dưỡng: Cần đủ chất dinh dưỡng theo tỷ lệ

COD:N:P = (400÷1000):7:1 để vi sinh vật phát triển tốt, nếu thiếu thì bổsung thêm Trong nước thải sinh hoạt thường có chứa các chất dinh dưỡngnày nên khi kết hợp xử lý nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt thìkhông cần bổ sung thêm các nguyên tố dinh dưỡng

 Độ kiềm: Độ kiềm tối ưu cần duy trì trong bể là

1500÷3000 mg CaCO3/l để tạo khả năng đệm tốt cho dung dịch, ngăn cản

sự giảm pH dưới mức trung tính

 Muối (Na + , K + , Ca 2+ ): Pha methane hóa và acid hóa lipid

đều bị ức chế khi độ mặn vượt quá 0,2 M NaCl Sự thủy phân protein trong

cá cũng bị ức chế ở mức 20 g/l NaCl

 Lipid: Đây là các hợp chất rất khó bị phân hủy bởi vi sinh

vật Nó tạo màng trên VSV làm giảm sự hấp thụ các chất vào bên trong

Ngoài ra còn kéo bùn nổi lên bề mặt, giảm hiệu quả của quá trình chuyểnđổi methane.

 Kim loại nặng: Một số kim loại nặng (Cu, Ni, Zn…) rất

độc, đặc biệt là khi chúng tồn tại ở dạng hòa tan Trong hệ thống xử lý kỵkhí, kim loại nặng thường được loại bỏ nhờ kết tủa cùng với carbonate vàsulfide Ngoài ra cần đảm bảo không chứa các hóa chất độc, không có hàmlượng quá mức các hợp chất hữu cơ khác

 Bể UASB

 Nước thải được đưa trực tiếp vào dưới đáy bể và được phân phốiđồng đều ở đó, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học hạt nhỏ(bông bùn) và các chất bẩn hữu cơ được tiêu thụ ở đó

 Các bọt khí mêtan và cacbonic nổi lên trên được thu bằng các chụpkhí để dẩn ra khỏi bể

 Nước thải tiếp theo đó sẽ diễn ra sự phân tách 2 pha lỏng và rắn Phalỏng được dẩn ra khỏi bể, còn pha rắn thì hoàn lưu lại lớp bông bùn

 Sự tạo thành và duy trì các hạt bùn là vô cùng quan trọng khi vậnhành bể UASB

3.3.2.4 Bể sinh học theo mẻ SBR (Sequence Batch Reactor)

Hệ thống xử lý sinh học từng mẻ bao gồm đưa nước thải vào bể phảnứng và tạo các điều kiện cần thiết như môi trường thiếu khí (không có oxy,chỉ có NO3-), kị khí (không có oxy), hiếu khí (có oxi, NO3- ) để cho visinh tăng sinh khối, hấp thụ và tiêu hóa các chất thải hữu cơ trong nướcthải

Chất thải hữu cơ (C,N,P) từ dạng hòa tan sẽ chuyển hóa vào sinhkhối vi sinh và khi lớp sinh khối vi sinh này lắng kết xuống sẽ còn lại nướctrong đã tách chất ô nhiễm, chu kỳ xử lý trên lại tiếp tục cho một mẻ nướcthải mới

PHẦN 4: LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ

Để xử lý nước thải của nhà máy chế biến thủy hải sản nhóm đưa ra cácphương án để xử lý

4.1 Phương án 1.

Nước thải

Máy ép bùn

Song chắn rác

Bể lắng cát

Bể điều hòa

Bể lắng đứng kết hợp đông tụ sinh học

Bể Aerotank

Bể lắng 2

Bể khử trùng

Bể phân hủy bùn hiếu khí

Nguồn tiếp nhận

Đem san lấp mặt đường Đem chôn lấp

Ống dẫn nước Ống dẫn bùn Ống dẫn nước tuần hoàn Ống thổi khí

Bể chứa bùn

Máy thổi

khí

Thải bỏ, làm phân bón

Máy thổi khí

Ống dẫn bùn tuần hoàn

Sân phơi cát

Hình 4.1: Sơ đồ công nghệ phương án 1

 Thuyết minh quy trình công nghệ

Nước thải qua song chắn rác được tách bỏ một phần rác có kíchthước lớn, rác từ đây được thu đem làm thức ăn cho gia súc, chôn lấp.Nước thải chảy qua bể lắng cát để lắng bớt cát hạt cát có kích thước lớn.Nước thải được lấy qua máng thu và bơm lên bể điều hòa, có gắn hệ thốngthổi khí để ổn định lưu lượng và nồng độ Lượng cát lắng ở bể lắng cátđược đưa qua sân phơi cát để làm khô cát sử dụng cho mục đích xây dựnghay san lấp đường

Trước khi đến công trình xử lý chính (bể Aeroten), nước được đưa đến

bể lắng đứng kết hợp đông tụ sinh học để tiến hành làm thoáng sơ bộ giúpviệc giảm một phần các hợp chất hữu cơ và lắng các thành phần lơ lửng.Nước thải có thành phần hữu cơ giảm đáng kể được đưa đến bể lắng II đểlắng bùn (vi sinh vật) Bùn lắng ở bể lắng II được tuần hoàn lại bể aeroten

và bể đông tụ sinh học Nước sau lắng II thỏa điều kiện thải ra nguồn tiếpnhận Bùn được ổn định tại bể sinh học hiếu khí, ở đây, một phần nướcđược tách khỏi bùn và được dẫn trở lại bể điều hòa Trước khi đem bùn đi

đổ bỏ, bùn được giảm ẩm đáng kể tại máy ép bùn

 Ưu điểm

- Chiếm diện tích xây dựng nhỏ hơn bởi số lượng công trình ít (giảmbớt 1 công trình xử lý sinh học chính l bể kị khí, thêm vào đó xử lý sơ bộtại bể lắng I trước Aeroten)

- Ít nhạy cảm với các hợp chất gây ức chế

- Chi phí năng lượng cao hơn

 Nhược điểm

- Xây dựng và quản lý phức tạp

- Đòi hỏi người quản lý có chuyên môn cao

- Chi phí vận hành cao vì cần nhiều máy thổi khí nên tốn nhiều nănglượng

- Khử nitơ chưa triệt để Dễ bị tắt nghẽn ở bể lọc sinh học

4.2 Phương án 2

Nước thải

Sân phơi bùn

Bể lọc sinh học cao tải

Ống dẫn bùn Ống dẫn khí

Ống dẫn bùn tuần hoàn

Hình 4.2: Sơ đồ công nghệ phương án 2

 Thuyết minh quy trình công nghệ

Nước thải qua song chắn rác được tách bỏ một phần rác có kíchthước lớn, rác từ đây được thu đem chôn lấp, thải bỏ Nước thải chảy qua

bể lắng cát Nước thải được lấy qua máng thu và bơm lên bể điều hòa, cógắn hệ thống thổi khí để ổn định lưu lượng và nồng độ Sau đó, nước thảiđược bơm đến bể lắng 1, được sử dụng là bể lắng đứng để tách một phầnchất hữu cơ dễ lắng Bùn thu được tại đây là dạng bùn tươi, được bơm về

bể chứa bùn Nước được tiếp tục đưa qua bể UASB, sau công trình nàynước được đưa qua bể lọc sinh học cao tải Nước thu được cho chảy qua bểlắng đợt 2, sau đó khử trùng bằng clo trước khi đưa ra ra nguồn tiếp nhận

Bùn dư được thu tại bể chưa bùn, đem nén bùn để giảm độ ẩm, rồiđưa qua sân phơi bùn để tiếp tục làm giảm bớt lượng nước Bùn sau khi xử

lý được đem chôn lấp hoặc sử dụng để bón cho cây trồng Nước từ bể nénbùn được tuần hoàn về bể điều hòa để tiếp tục tham gia quá trình xử lý

 Ưu điểm

- Vận hành tương đối đơn giản

- Phù hợp cho các loại nước thải có hàm lượng COD từ thấp đến cao

- Xử Nồng độ cặn khô từ 15%-25%

 Khuyết điểm

- Không phù hợp với nước thải có SS cao

- Dễ bị bít kín ở bể lọc sinh học cao tải

- Phải sử dụng nơi có nhiều đất thường là vùng nông thôn, thị trấn

- Có sử dụng polymer châm vào để tăng khả năng tách nước

- Hoạt động phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và khí hậu

- Cần có lao động thủ công để xúc bùn khô từ sân phơi bùn lên xe tải

- Thời gian làm khô bùn dài

Ống dẫn bùn tuần hoàn Ống dẫn nước tuần hoàn

Hinh 4.3: Sơ đồ công nghệ phương án 3

Bơm clo

Máy ép bùn

 Thuyết minh quy trình công nghệ

Nước qua song chắn rác được đưa đến bể UASB tương tự như ởphương án 2 Nước sau khi qua công trình này tiếp tục được xử lý hiếu khítại aerotank, rồi chảy tràn qua bể lắng đợt 2 Bùn thu được từ bể lắng đợt 2

là bùn hoạt tính, một phần được bơm tuần hoàn lại bể aerotank, phần cònlại được bơm qua bể chưa bùn tiếp tục xử lý Nước được khử trùng bằngClo, đạt TCVN 5945- 2005 cột B trước khi thải ra nguồn tiếp nhận

Bùn thải ra ở bể lắng 1, bể UASB, bể lắng 2 sẽ được bơm qua bểnén bùn để tách ẩm, giúp giảm tải lượng đáng kể Lượng bùn sau đó đượcđưa qua máy ép bùn để có thể tách nước tới mức tối đa, lượng bùn sau khi

ép có thể sử dụng bón cho cây trồng hoặc đem chôn lấp Nước ép thu từ bểnén bùn, máy ép bùn được tuần hoàn lại bể điều hòa để tiếp tục xử lý

 Ưu điểm

- Thường được sử dụng, do nó phù hợp với điều kiện khí hậu ở cácnước nhiệt đới

- Vận hành tương đối đơn giản

- Phù hợp cho các loại nước thải có hàm lượng COD từ thấp đến cao

- Những năm gần đây UASB được ứng dụng rộng rãi hơn các côngnghệ khác do nguyên lý quá trình được xem là thuận tiện và đơn giản nhất,những hạn chế trong quá trình vận hành UASB có thể dễ dàng khắc phụcbằng các phương pháp xử lý sơ bộ Tính kinh tế cũng là một ưu điểm củaUASB

- Chi phí đầu tư thấp

- Nồng độ cặn khô từ 20%-30%

- Không sử dụng hóa chất

 Khuyết điểm

- Rất nhạy cảm với các hợp chất gây ức chế

- Thời gian vận hành khởi động dài (3 – 4 tháng)

- Trong một số trường hợp cần xử lý thứ cấp để giảm sự sinh mùi

- Thời gian làm khô bùn dài

- Hoạt động không phụ thuộc vào điều kiện môi trường và thời tiết

- Tuy nhiên những mặt hạn chế này dễ khắc phục Xử lý sơ bộ tốt sẽđảm bảo được môi trường sinh trưởng thuận lợi cho vi sinh vật kỵ khí Nếucấy vi khuẩn tạo acid và vi khuẩn tạo methane trước (phân trâu bò tươi) vớinồng độ thích hợp và vận hành với chế độ thủy lực 1/2 công suất thiết kếthì thời gian khởi động có thể rút ngắn xuống từ 2-3 tuần

Kết luận

Tóm lại qua ba phương án xử lý nước thải chế biến thủy hải sản nhóm đãquyết định chọn phương án 3 để tiến hành tính toán và thiết kế hệ thống xửlý

Lý do mà nhóm chọn phương án 3

- Phù hợp với điều kiện khí hậu ở Việt Nam

- Vận hành tương đối đơn giản

- Không xử dụng nhiều hóa chất trong quá trình vận hành

- Chi phí vận hành thấp

- Không phải bị tắt nghẽn hệ thống xử lý như 2 phương án, vàphương án 1 Bên cạnh đó không phải tốn chi phí cho việc mua cácloại vật liệu lọc

PHẦN 5: TÍNH TOÁN- THIẾT KẾ HỆ THỐNG

XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY HẢI SẢN CÔNG

CÔNG NGHỆ CỦA PHƯƠNG ÁN 3

Một số thông số đầu vào

Lưu lượng trung bình ngày đêm

ngaydem m



ngaydem m

k Q

max max     

ngaydem m

k Q

min min     

Lưu lưong theo h

h m

h m k

Lưu lượng theo s

s m

Q

3600 24

Q

3600 24

Song chắn rác giữ lại các tạp chất có kích thước lớn như: xương cá,các loại vỏ ngêu, tôm, cua Lượng rác thải được tách ra ở song chắn rác sẽđược đưa đi làm thức ăn cho gia súc hoặc có thể đem đi chôn lấp Đây làcông trình đầu tiên trong thành phần của trạm xử lý nươc thải.

 Nội dung tính toán SCR

 Kích thước mương đặt song chắn

 Tính toán SCR

Chọn vận tốc qua song chắn rác là v 0 5m/s

Khoảng cách giữa hai thanh chắn là b = 0.02m

Độ dày lớp nước trong mương là h1  0 14m

Độ dày của mối thanh chắn: d = 0.005m

Tính toán số khe của song chắn rác:

14 7 14 14 0 02 0 5 0

05 1 0197 0

Chọn số khe song chắn rác là 14 khe, số thanh chắn rác là 15 thanh

m h

0197 0

m g

v V

81 9 2

41 0 5 0 7 0

1 2

Chiều cao tổng cộng của song chắn rác

m h

 Nội dung tính toán gồm

 Thể tích của bể lắng cát

 Lượng cát lắng trong một ngày đêm

Chọn thời gian lưu của bể lắng cát ngang: t = 30s

Chọn vận tốc nước trong bể lắng ngang: v n= 0.2 (m/s)

Thể tích tổng cộng của bể lắng cát ngang

3 maxs 0.0197 30 0.591

Diện tích mặt cắt ngang của bể lắng cát

2 max 0 0985

2 0

0197 0

m v

n

F

m H

B

Với H = 0.25 m là chiều cao công tác của bể lắng cát ngang

Chia bể lắng cát thành 2 đơn nguyên n = 2

Chiều dài của bể lắng ngang

Chọn chiều cao bảo vệ của bể lắng cát: 0.25 m

Vậy kích thước của bể lắng cát: L x B x H = 3 x 0.4 x 0.5 m

350 mm

Lượng cát trung bình sau mỗi ngày đêm

ngaydem m

q Q

1000

15 0 1000 1000

3 0

Với tx là chu kì xả cát, tx=2 ngày đêm

 Tính diện tích sân phơi cát

Nhiệm vụ của sân phơi cát

Rửa cặn bám trong quá trình lắng cát, gây mùi trong cát Đồng thời làmkhô cát đem tận dụng trải mặt đường

Chiều dài của sân phơi cát: L = 3 m

Chọn thời gian phơi cát = chu kỳ xả cát, t = 2 ngày đêm

 Nhiệm vụ của bể điều hòa

Giảm bớt sự dao động của hàm lượng các chất bẩn trong nước do quá trìnhsản xuất thải ra không đều

Tiết kiệm hóa chất để trung hòa nước thải

Giữ ổn định lưu lượng nước đi vào các công trình xử lý tiếp theo

Hàm lượng BOD, COD, SS sau bể điều hòa đạt

BOD = 95% x 1050 = 998 mg/l

COD = 95% x 1500 = 1425 mg/l

SS = 85% x 270 = 230 mg/l

 Xác định thể tích bể điều hòa

V v(I-1): thể tích tích lũy dòng vào của giờ trước đó (m3)

Q v(i): lưu lượng nước thải của giờ đang xét (m3/h)

Thể tích tích lũy bơm đi của giờ thứ i

( ) ( 1) ( )

Trong đó:

V b(I-1): thể tích tích lũy bơm của giờ trước đó (m3)

Q b(i): lưu lượng bơm của giờ đang xét (m3/h)

Thể tích tíchlũy bơm đi

(m3)

Hiệu số thểtích

) (m3

V

tl i

tl V

Giờ Q(m3/h)

Thể tích tíchlũy vào bể

Thể tích tíchlũy bơm đi

(m3)

Hiệu số thểtích

) (m3

V

tl i

Bảng 5.1: Thể tích tích lũy theo giờ

Thể tích lý thuyết bể điều hòa bằng hiệu đại số giá trị dương lớn nhất vàgiá trị âm nhỏ nhất của cột hiệu số thể tích tích lũy

Vậy thể tích thực của bể điều hòa là: 198.6 m3

Dựa vào số liệu bảng thể tích tích lũy theo giờ, ta vẽ được biểu đồ tích lũytheo giờ

i bd V i

tl V

Thể tích tích lũy vào bể Thể tích tích lũy bơm đi

Biểu đồ 5.1: Biểu đồ tích lũy

Chọn bể có hình dạng tròn: Chiều cao lớp nước lớn nhất hmax = 4m

Chiều cao bảo vệ hbv = 0.5mVậy chiều cao tổng cộng:

H = hmax + hbv = 4 + 0.5 = 4.5(m)

4

6 198 4 4

m H

V



Vậy kích thước bể điều hòa: D x H = 7.95m x 4.5m

 Tính toán bơm dùng trong bể điều hòa

Tại bể điều hòa có đặt bơm nhúng chìm để bơm nước thải qua bể lắng 1, do

đó ta phải tính công suất của bơm đặt tại đây

Cột áp toàn phần của bơm: H = 4.5m + 0.3m = 4.8m

Lưu lượng bơm: Q = 1000 m3/ngày.đêm

Công suất của máy bơm:

kW

gHQ

86400 8

0 1000

1000 8

4 81 9 1000

Công suất thực tế của máy bơm:

N TT  1 5 N  1 5  0 68  1 02kW  1 37 (HP)

 Xác định hiệu quả khử BOD 5 của bể điều hòa

Dựa vào kết quả phân tích biểu đồ hoặc bảng, ta xác định được thời điểm bể cạn nhất là lúc 7 giờ.

- Thời điểm tính toán bắt đầu từ lúc 8 giờ

Thể tích nước trong bể điều hòa ở giờ đang xét thứ I được xác địnhtheo công thức sau:

Trong đó:

V (i): thể tích nước trong bể điều hòa ở giờ đang xét (m3)

V (I-1): thể tích nước trong bể điều hòa ở giờ trước đó (m3)

V in(i): thể tích nước đi vào bể điều hòa ở giờ đang xét (m3)

V out(i): thể tích nước bơm ra khỏi bể điều hòa ở giờ đang xét (m3)

Ta tính được thể tích nước trong bể điều hòa vào lúc 8 giờ:

8 8

Sin(i): hàm lượng BOD5 trung bình của dòng vào ở giờđang xét (mg/l)

V (i-1): thể tích nước trong bể điều hòa ở giờ trước đó (m3)

( )i ( 1)i in i( ) out i( )

V in(i): thể tích nước đi vào bể điều hòa ở giờ đang xét (m3)

Vậy ta tính được hàm lượng BOD5 trung bình của dòng ra vào lúc 8

8 70

1330 0

1500 8

70

7 8

7 7 8 8

V V

S V S

V

S

in

in in

29 70

1500 2

29 1310 70

.

8 9

8 8 9 9

V V

S V S

V

S

in

in in

BODvào(mg/l)

BODtrung bình

ra khỏi bể(mg/l)

Tải lượngBOD trướcđiều