I.Tổng quan chung về vấn đề nước thải: Trong bối cảnh toàn cầu nói chung, các hoạt động phát triển kinh tế xã hội đang là nguyên nhân chính gây ra sự biến đổi môi trường và khí hậu thế giới. Những hoạt động đó một mặt làm cải thiện đời sống con người nhưng mặt khác làm cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên, gây ô nhiễm và suy thoái môi trường trên thế giới. Vấn đề đặc biệt nhức nhối đó chính là ô nhiễm nguồn nước. Bên cạnh nguồn nước sinh hoạt tính theo đầu người thải ra hằng ngày thì một lượng lớn nguồn nước từ các nhà máy xí nghiệp chưa đạt tiêu chuẩn đổ ra môi trường gây ô nhiễm cực kì nghiêm trọng.Tình hình ô nhiễm nguồn nước trên thế giới 11: Trong thập niên 60, ô nhiễm nước lục địa và đại dương gia tăng với nhịp độ đáng lo ngại. Tiến độ ô nhiễm nước phản ánh trung thực tiến bộ phát triển kỹ nghệ. Ta có thể kể ra đây vài thí dụ tiêu biểu: + Anh Quốc chẳng hạn: Ðầu thế kỷ 19, sông Tamise rất sạch. Nó trở thành ống cống lộ thiên vào giữa thế kỷ này. Các sông khác cũng có tình trạng tương tự trước khi người ta đưa ra các biện pháp bảo vệ nghiêm ngặtHình 1 + Nước Pháp rộng hơn, kỹ nghệ phân tán và nhiều sông lớn, nhưng vấn đề cũng không khác bao nhiêu. Dân Paris còn uống nước sông Seine đến cuối thế kỷ 18. Từ đó vấn đề đổi khác: các sông lớn và nước ngầm nhiều nơi không còn dùng làm nước sinh hoạt được nữa, 5.000 km sông của Pháp bị ô nhiễm mãn tính. Sông Rhin chảy qua vùng kỹ nghệ hóa mạnh, khu vực có hơn 40 triệu người, là nạn nhân của nhiều tai nạn (như nạn cháy nhà máy thuốc Sandoz ở Bâle năm 1986 chẳng hạn) thêm vào các nguồn ô nhiễm thường xuyên. + Ở Hoa Kỳ tình trạng thảm thương ở bờ phía đông cũng như nhiều vùng khác. Vùng Ðại hồ bị ô nhiễm nặng, trong đó hồ Erie, Ontario đặc biệt nghiêm trọng. Hình 1 : bờ sông Tamise ở Anh Hình 2 : Cá chết ven hồ Erie, OntarioTình hình ô nhiễm nguồn nước ở Việt Nam 11: Nước ta có nền công nghiệp chưa phát triển mạnh, các khu công nghiệp và các đô thị chưa đông lắm nhưng tình trạng ô nhiễm nước đã xảy ra ở nhiều nơi với các mức độ nghiêm trọng khác nhau (Cao Liêm và Trần Ðức Viên, 1990). Nông nghiệp là ngành sử dụng nhiều nước nhất dùng tưới lúa và hoa màu, chủ yếu là ở đồng bằng sông Cửu Long và sông Hồng. Việc sử dụng nông dược và phân bón hóa học càng góp thêm phần ô nhiễm môi trường nông thôn. Công nghiệp là ngành làm ô nhiễm nước quan trọng, mỗi ngành có một loại nước thải khác nhau. Khu công nghiệp Thái Nguyên thải nước biến Sông Cầu thành màu đen, mặt nước sủi bọt trên chiều dài hàng chục cây số. Khu công nghiệp Việt Trì xả mỗi ngày hàng ngàn mét khối nước thải của nhà máy hóa chất, thuốc trừ sâu, giấy, dệt... xuống Sông Hồng làm nước bị nhiễm bẩn đáng kể. Khu công nghiệûp Biên Hòa và TP HCM tạo ra nguồn nước thải công nghiệp và sinh hoạt rất lớn, làm nhiễm bẩn tất cả các sông rạch ở đây và cả vùng phụ cận. Nước dùng trong sinh hoạt của dân cư ngày càng tăng nhanh do dân số và các đô thị. Nước cống từ nước thải sinh hoạt cộng với nước thải cuả các cơ sở tiểu thủ công nghiệp trong khu dân cư là đặc trưng ô nhiễm của các đô thị ở nước ta. Ðiều đáng nói là các loại nước thải đều được trực tiếp thải ra môi trường, chưa qua xử lý gì cả, vì nước ta chưa có hệ thống xử lý nước thải nào đúng nghĩa như tên gọi.Nước ngầm cũng bị ô nhiễm, do nước sinh hoạt hay công nghiệp và nông nghiệp. Việc khai thác tràn lan nước ngầm làm cho hiện tượng nhiễm mặn và nhiễm phèn xảy ra ở những vùng ven biển sông Hồng, sông Thái Bình, sông Cửu Long, ven biển miền Trung... (Cao Liêm và Trần Ðức Viên, 1990). Hình 3 : Ô nhiễm ở Sông Thị Vải do Vedan gây ra Hình 4: Cảnh người dân xả rác ở kênh Nhiêu LộcĐể đảm bảo phát triển bền vũng đi đôi với các biện pháp quản lí môi trường như tiết kiệm nguyên liệu, cải tiến công nghệthiết bị, áp dụng công nghệ hiện đại, công nghệ thân thiên với môi trường…thì việc xử lí nước thải sinh ra là rất cần thiết. Nếu không giải quyết tốt việc thoát nước và xử lí nước thải của các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp sẽ gây ô nhiễm nguồn nước dẫn tới hậu quả xấu, gây tổn thất cho mọi nghành kinh tế.II. Các chỉ tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải 1, 8: Đánh giá chất lượng nước thải cần dựa vào một số thông số cơ bản, so sánh với các chỉ tiêu cho phép về thành phần hóa học và sinh học đối với từng loại nước sử dụng cho mục đích khác nhau. Các thông số cơ bản để đánh giá chất lượng nước là: độ pH, màu sắc, độ đục, hàm lượng chất rắn, các chất lơ lửng, các kim loại nặng, oxy hòa tan... và đặc biệt là BOD và COD. Ngoài các chỉ tiêu hóa học cần quan tâm tới chỉ tiêu sinh học,đặc biệt là Escherichia coli Độ pH. Hàm lượng các chất rắn. Màu. Độ đục. Oxy hòa tan (DO Dissolved oxygen) Chỉ số BOD (Nhu cầu oxy sinh hóa Biochemical Oxygen Demand). Chỉ số COD (Nhu cầu oxy hóa học Chemical Oxygen Demand). Chỉ số COD biểu thị cả lượng các chất hữu cơ không thể bị oxy hóa bằng vi sinh vật do đó nó có giá trị cao hơn BOD. Đối với nhiều loại nước thải, giữa BOD và COD có mối tương quan nhất định với nhau. Các chất dinh dưỡng: chủ yếu là N và p, chúng là những nguyên tố cần thiết cho các thực vật phát triển hay chúng được ví như là những chất dinh dưỡng hoặc kích thích sinh học. + Nito (N): nếu thiếu N có thể bổ sung thêm N để nước thải đó có thể xử lý bằng sinh học. + Phospho (P): có ý nghĩa quan trọng trong xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. Chỉ thị về vi sinh của nước (E.coli). Trong nước thải, đặc biệt là nước thải sinh hoạt, bệnh viện, vùng du lịch, khu chăn nuôi... nhiễm nhiều loại vi sinh vật. Trong đó có nhiều loài vi khuẩn gây bệnh, đặc biệt là bệnh về đường tiêu hóa, tả lị, thương hàn, ngộ độc thực phẩm. Chất lượng về mặt vi sinh của nước thường được biểu thị bằng nồng độ của vi khuẩn chỉ thị đó là những vi khuẩn không gây bệnh và về nguyên tắc đó là nhóm trực khuẩn (coliform). Thông số được sử dụng rộng rãi nhất là chỉ số coli. Tuy tổng số coliform thường được sử dụng như một chỉ số chất lượng của nước về mặt vệ sinh, nhưng ở điều kiện nhiệt đới, chỉ số này chưa đủ ý nghĩa về mặt vệ sinh do: + Có rất nhiều vi khuẩn coliform tồn tại tự nhiên trong đất, vì vậy mật độ cao các vi khuẩn của nước tự nhiên giàu dinh dưỡng có thể không có ý nghĩa về mặt vệ sinh. + Các vi khuẩn coliform có xu hướng phát triển trong nước tự nhiên và ngay trong cả các công đoạn xử lý nước thải (trước khi khử trùng) trong điều kiện nhiệt đới. Mỗi lĩnh vực sản xuất thải ra một lượng chất thải nhất định và có ảnh hưởng nhất định đến môi trường nước. Chế biến thủy sản cũng là một trong số các ngành phát triển và trong quá trình sản xuất tạo ra một lượng nước thải lớn gây ảnh hưởng nghiêm trọng hàng đầu đến sự ô nhiễm môi trường.
Công nhệ xử lý nước thải GVHD: Phạm Thị Hương Báo cáo môn học Vi sinh 2 Đề tài: Công nghệ xử lý nước thải GVHD: Phạm Thị Hương Nhóm 5: 1. Nguyễn Văn Lạc 2. Nguyễn Quốc Khánh 3. Lê Văn Khánh 4. Nguyễn Thị Thanh Nhàn 5. Hoàng Thị Nhung 6. Phạm Thị Nhi I. Tổng quan chung về vấn đề nước thải: Trong bối cảnh toàn cầu nói chung, các hoạt động phát triển kinh tế xã hội đang là nguyên nhân chính gây ra sự biến đổi môi trường và khí hậu thế giới. Những hoạt động đó một mặt làm cải thiện đời sống con người nhưng mặt khác làm cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên, gây ô nhiễm và suy thoái môi trường trên thế giới. Nhóm 5 Page 1 Công nhệ xử lý nước thải GVHD: Phạm Thị Hương Vấn đề đặc biệt nhức nhối đó chính là ô nhiễm nguồn nước. Bên cạnh nguồn nước sinh hoạt tính theo đầu người thải ra hằng ngày thì một lượng lớn nguồn nước từ các nhà máy xí nghiệp chưa đạt tiêu chuẩn đổ ra môi trường gây ô nhiễm cực kì nghiêm trọng. Tình hình ô nhiễm nguồn nước trên thế giới [11]: Trong thập niên 60, ô nhiễm nước lục địa và đại dương gia tăng với nhịp độ đáng lo ngại. Tiến độ ô nhiễm nước phản ánh trung thực tiến bộ phát triển kỹ nghệ. Ta có thể kể ra đây vài thí dụ tiêu biểu: + Anh Quốc chẳng hạn: Ðầu thế kỷ 19, sông Tamise rất sạch. Nó trở thành ống cống lộ thiên vào giữa thế kỷ này. Các sông khác cũng có tình trạng tương tự trước khi người ta đưa ra các biện pháp bảo vệ nghiêm ngặt-Hình 1 + Nước Pháp rộng hơn, kỹ nghệ phân tán và nhiều sông lớn, nhưng vấn đề cũng không khác bao nhiêu. Dân Paris còn uống nước sông Seine đến cuối thế kỷ 18. Từ đó vấn đề đổi khác: các sông lớn và nước ngầm nhiều nơi không còn dùng làm nước sinh hoạt được nữa, 5.000 km sông của Pháp bị ô nhiễm mãn tính. Sông Rhin chảy qua vùng kỹ nghệ hóa mạnh, khu vực có hơn 40 triệu người, là nạn nhân của nhiều tai nạn (như nạn cháy nhà máy thuốc Sandoz ở Bâle năm 1986 chẳng hạn) thêm vào các nguồn ô nhiễm thường xuyên. + Ở Hoa Kỳ tình trạng thảm thương ở bờ phía đông cũng như nhiều vùng khác. Vùng Ðại hồ bị ô nhiễm nặng, trong đó hồ Erie, Ontario đặc biệt nghiêm trọng. Hình 1 : bờ sông Tamise ở Anh Nhóm 5 Page 2 Công nhệ xử lý nước thải GVHD: Phạm Thị Hương Hình 2 : Cá chết ven hồ Erie, Ontario Tình hình ô nhiễm nguồn nước ở Việt Nam [11]: Nước ta có nền công nghiệp chưa phát triển mạnh, các khu công nghiệp và các đô thị chưa đông lắm nhưng tình trạng ô nhiễm nước đã xảy ra ở nhiều nơi với các mức độ nghiêm trọng khác nhau (Cao Liêm và Trần Ðức Viên, 1990). Nông nghiệp là ngành sử dụng nhiều nước nhất dùng tưới lúa và hoa màu, chủ yếu là ở đồng bằng sông Cửu Long và sông Hồng. Việc sử dụng nông dược và phân bón hóa học càng góp thêm phần ô nhiễm môi trường nông thôn. Công nghiệp là ngành làm ô nhiễm nước quan trọng, mỗi ngành có một loại nước thải khác nhau. Khu công nghiệp Thái Nguyên thải nước biến Sông Cầu thành màu đen, mặt nước sủi bọt trên chiều dài hàng chục cây số. Khu công nghiệp Việt Trì xả mỗi ngày hàng ngàn mét khối nước thải của nhà máy hóa chất, thuốc trừ sâu, giấy, dệt xuống Sông Hồng làm nước bị nhiễm bẩn đáng kể. Khu công nghiệûp Biên Hòa và TP HCM tạo ra nguồn nước thải công nghiệp và sinh hoạt rất lớn, làm nhiễm bẩn tất cả các sông rạch ở đây và cả vùng phụ cận. Nước dùng trong sinh hoạt của dân cư ngày càng tăng nhanh do dân số và các đô thị. Nước cống từ nước thải sinh hoạt cộng với nước thải cuả các cơ sở tiểu thủ công nghiệp trong khu dân cư là đặc trưng ô nhiễm của các đô thị ở nước ta. Ðiều đáng nói là các loại nước thải đều được trực tiếp thải ra môi trường, chưa qua xử lý gì cả, vì nước ta chưa có hệ thống xử lý nước thải nào đúng nghĩa như tên gọi. Nước ngầm cũng bị ô nhiễm, do nước sinh hoạt hay công nghiệp và nông nghiệp. Việc khai thác tràn lan nước ngầm làm cho hiện tượng nhiễm mặn và nhiễm phèn xảy ra ở Nhóm 5 Page 3 Công nhệ xử lý nước thải GVHD: Phạm Thị Hương những vùng ven biển sông Hồng, sông Thái Bình, sông Cửu Long, ven biển miền Trung (Cao Liêm và Trần Ðức Viên, 1990). Hình 3 : Ô nhiễm ở Sông Thị Vải do Vedan gây ra Hình 4: Cảnh người dân xả rác ở kênh Nhiêu Lộc Nhóm 5 Page 4 Công nhệ xử lý nước thải GVHD: Phạm Thị Hương Để đảm bảo phát triển bền vũng đi đôi với các biện pháp quản lí môi trường như tiết kiệm nguyên liệu, cải tiến công nghệ-thiết bị, áp dụng công nghệ hiện đại, công nghệ thân thiên với môi trường…thì việc xử lí nước thải sinh ra là rất cần thiết. Nếu không giải quyết tốt việc thoát nước và xử lí nước thải của các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp sẽ gây ô nhiễm nguồn nước dẫn tới hậu quả xấu, gây tổn thất cho mọi nghành kinh tế. II. Các chỉ tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải [1, 8]: Đánh giá chất lượng nước thải cần dựa vào một số thông số cơ bản, so sánh với các chỉ tiêu cho phép về thành phần hóa học và sinh học đối với từng loại nước sử dụng cho mục đích khác nhau. Các thông số cơ bản để đánh giá chất lượng nước là: độ pH, màu sắc, độ đục, hàm lượng chất rắn, các chất lơ lửng, các kim loại nặng, oxy hòa tan và đặc biệt là BOD và COD. Ngoài các chỉ tiêu hóa học cần quan tâm tới chỉ tiêu sinh học,đặc biệt là Escherichia coli - Độ pH. - Hàm lượng các chất rắn. - Màu. - Độ đục. - Oxy hòa tan (DO - Dissolved oxygen) - Chỉ số BOD (Nhu cầu oxy sinh hóa - Biochemical Oxygen Demand). - Chỉ số COD (Nhu cầu oxy hóa học - Chemical Oxygen Demand). Chỉ số COD biểu thị cả lượng các chất hữu cơ không thể bị oxy hóa bằng vi sinh vật do đó nó có giá trị cao hơn BOD. Đối với nhiều loại nước thải, giữa BOD và COD có mối tương quan nhất định với nhau. - Các chất dinh dưỡng: chủ yếu là N và p, chúng là những nguyên tố cần thiết cho các thực vật phát triển hay chúng được ví như là những chất dinh dưỡng hoặc kích thích sinh học. + Nito (N): nếu thiếu N có thể bổ sung thêm N để nước thải đó có thể xử lý bằng sinh học. + Phospho (P): có ý nghĩa quan trọng trong xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. - Chỉ thị về vi sinh của nước (E.coli). Trong nước thải, đặc biệt là nước thải sinh hoạt, bệnh viện, vùng du lịch, khu chăn nuôi nhiễm nhiều loại vi sinh vật. Trong đó có nhiều loài vi khuẩn gây bệnh, đặc biệt là bệnh về đường tiêu hóa, tả lị, thương hàn, ngộ độc thực phẩm. Chất lượng về mặt vi sinh của nước thường được biểu thị bằng nồng độ của vi khuẩn chỉ thị - đó là những vi khuẩn không gây bệnh và về nguyên tắc đó là nhóm trực khuẩn (coliform). Thông số được sử dụng rộng rãi nhất là chỉ số coli. Tuy tổng số coliform thường được sử dụng như một chỉ số chất lượng của nước về Nhóm 5 Page 5 Công nhệ xử lý nước thải GVHD: Phạm Thị Hương mặt vệ sinh, nhưng ở điều kiện nhiệt đới, chỉ số này chưa đủ ý nghĩa về mặt vệ sinh do: + Có rất nhiều vi khuẩn coliform tồn tại tự nhiên trong đất, vì vậy mật độ cao các vi khuẩn của nước tự nhiên giàu dinh dưỡng có thể không có ý nghĩa về mặt vệ sinh. + Các vi khuẩn coliform có xu hướng phát triển trong nước tự nhiên và ngay trong cả các công đoạn xử lý nước thải (trước khi khử trùng) trong điều kiện nhiệt đới. Mỗi lĩnh vực sản xuất thải ra một lượng chất thải nhất định và có ảnh hưởng nhất định đến môi trường nước. Chế biến thủy sản cũng là một trong số các ngành phát triển và trong quá trình sản xuất tạo ra một lượng nước thải lớn gây ảnh hưởng nghiêm trọng hàng đầu đến sự ô nhiễm môi trường. II. Ngành công nghiệp chế biến thủy sản : Việt Nam có đường bờ biển dài 3.260km, gấp 3 diện tích đất liền, bao gồm: Biển có vùng nội thủy, lãnh hải, vùng đặc quyền kinh tế và thềm lục địa. Ở vùng biển nước ta đến nay có khoảng 2.040 loài cá gồm nhiều bộ, họ khác nhau, trong đó có giá trị kinh tế cao khoảng 110 loài. Trữ lượng cá ở vùng biển khoảng 3 triệu tấn/năm. …. ….nên nước ta là một trong 10 nước xuất khẩu thủy sản hàng đầu trên thế giới. Ngành thủy sản đóng vai trò lớn trong sự phát triển kinh tế đất nước. Tuy nhiên, ngành Chế biến Thủy sản cũng là một trong những ngành gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường. Một số tác động đặc trưng của ngành Chế biến Thuỷ sản gây ảnh hưởng đến môi trường có thể kể đến như sau: - Ô nhiễm không khí: mùi hôi phát sinh từ việc lưu trữ các phế thải trong quá trình sản xuất, khí thải từ các máy phát điện dự phòng. Trong các nguồn ô nhiễm không khí, mùi là vấn đề chính đối với các nhà máy chế biến thủy sản. - Chất thải rắn phát sinh chủ yếu từ quá trình chế biến bao gồm các loại đầu vỏ tôm, vỏ nghêu, da/mai mực, nội tạng mực và cá, - Nước thải sản xuất trong chế biến thủy sản chiếm 85-90% tổng lượng nước thải, chủ yếu từ các công đoạn: rửa trong xử lý nguyên liệu, chế 16 biến, hoàn tất sản phẩm, vệ sinh nhà xưởng và dụng cụ, thiết bị, và nước thải sinh hoạt. Trong các nguồn phát sinh ô nhiễm, nước thải là nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường bởi phát sinh thể tích nước thải lớn với nồng độ ô nhiễm cao nếu không được xử lý thích hợp. 1. Thành phần nước thải của công nghiệp chế biến thủy sản [6]: - Chất rắn lơ lửng: chủ yếu là các chất khoáng vô cơ, đất cát bám trên nguyên liệu, các mảnh vụn chứa thịt, xương và vẩy cá … - Các chất hữu cơ, chủ yếu là protein và chất béo, có nguồn gốc từ quá trình rửa nguyên liệu và chế biến sản phẩm: máu, thịt cá, mỡ cá… Nhóm 5 Page 6 Công nhệ xử lý nước thải GVHD: Phạm Thị Hương - Thành phần sinh học: vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn, nguyên sinh động vật, rong tảo, giun sán… chiếm chủ yếu là các vi khuẩn sống dị dưỡng hoại sinh. Bảng nồng độ các chỉ tiêu trong thành phần nước thải chế biến thủy sản Chỉ tiêu Đơn vị Nồng độ Tôm đông lạnh Cá da trơn (tra- basa) Thủy sản đông lạnh hỗn hợp pH - 6,5 – 9 6,5 – 7 5,5-9 SS mg/L 100- 300 500-1.200 50-194 COD mgO2/L 800- 2.000 800- 2.500 694-2.070 BOD5 mgO2/L 500-1.500 500-1.500 391-1.539 Ntổng mg/L 50 – 200 100-300 30-100 Ptổng mg/L 10-120 50-100 3-50 Dầu và mỡ mg/L - 250-830 2.4-100 Nguồn: Tổng cục Môi trường, 2009 Dựa vào bảng trên cho thấy thành phần nước thải phát sinh từ chế biến thuỷ sản có nồng độ COD, BOD5, chất rắn lơ lửng, tổng nitơ và photpho cao. Nước thải có khả năng phân thủy sinh học cao thể hiện qua tỉ lệ BOD/COD, tỷ lệ này thường dao động từ 0,6 đến 0,9. Đặc biệt đối với nước thải phát sinh từ chế biến cá da trơn có nồng độ dầu và mỡ rất cao từ 250 đến 830 mg/L. Nồng độ photpho trong nước thải chế biến tôm rất cao có thể lên đến trên 120 mg/L. 2. Phương pháp xử lý: 3. Công nghệ xử lý nước thải đang được áp dụng đối với ngành chế biến thủy sản bao gồm công nghệ lọc yếm khí kết hợp hồ sinh học, công nghệ sinh học hiếu khí bùn hoạt tính lơ lửng hay kết hợp kỵ khí và hiếu khí; hay quá trình hóa lý (keo tụ/tạo bông hay tuyển nổi kết hợp keo tụ) kết hợp với quá trình sinh học hiếu khí. Đối với các nhà máy chế biến cá da trơn, nước thải thường có hàm lượng mỡ cao vì thế trong quy trình công nghệ thường có thêm bước tiền xử lý nhằm mục đích loại bỏ mỡ và ván mỡ trong nước thải trước khi đi vào công trình xử lý sinh học. Hiện nay, hầu hết các nhà chế biến thủy sản áp dụng chủ yếu là công nghệ sinh học hiếu khí bùn hoạt tính lơ lửng. [ 6] Quá trình phân hủy chất hữu cơ bằng công nghệ sinh học hiếu khí là quá trình lên men bằng vi sinh vật trong điều kiện có oxy để tạo sản phẩm là CO 2 , H 2 O, NO 3 - và SO 4 2- . Trong quá trình xử lý hiếu khí các chất bẩn phức tạp như protein, tinh bột, chất béo… sẽ bị phân hủy bởi các protein ngoại bào tạo thành các chất đơn giản là các axit amin, axit béo, axit hữu có, các đường đơn…các chất đơn giản sẽ thấm qua màng tế bào và bị phân hủy tiếp tục hoặc chuyển hóa thành các vật liệu xây dựng tế bào mới [10]. Cơ chế quá trình hiếu khí gồm 3 giai đoạn: Nhóm 5 Page 7 Công nhệ xử lý nước thải GVHD: Phạm Thị Hương Giai đoạn 1: Oxy hóa toàn bộ chất hữu cơ có trong nước thải đế đáp ứng nhu cầu : CxHyOzN + (x+ y/4 + z/3 + 3/4) O 2 men —- > xCO 2 + [ (y-3)/2] H 2 O + NH 3 Trong các bế xử lý sinh học các vi khuẩn đóng vai trò quan trọng hàng đầu vì nó chịu trách nhiệm phân hủy các thành phần hữu cơ trong nước thái. Trong các bể bùn hoạt tính một phần chất hữu cơ sẽ được các vi khuẩn hiếu khí và hiếu khí không bắt buộc sử dụng để lấy năng lượng để tổng họp các chất hừu cơ còn lại thành tế bào vi khuẩn mới. Vi khuẩn trong bể bùn hoạt tính thuộc các giống Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter, Flavobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium và hai loại vi khuẩn nitrat hóa là Nitrosomonas và Nitrobacter. Ngoài ra còn các loại hình sợi như Sphaerotilus, Beggiatoa, Thiothirix, Lecicothrix và Geotrichum [10]. Ngoài các vi khuẩn các vi sinh khác cũng đóng vai trò quan trọng trong các bể bùn hoạt tính. Ví dụ như các nguyên sinh động vật và Rotifer ăn các vi khuẩn làm cho nước thải đầu ra sạch hon về mặt vi sinh. Khi các bế xử lý được xây dựng xong và đưa vào vận hành thì các vi khuẩn có sẵn trong nước thải bắt đầu phát triển theo chu kỳ phát triển của các vi khuẩn trong một mẻ cấy vi sinh. Trong thời gian đầu, để sớm đưa hệ thống xử lý vào hoạt động gần đó cho thêm vào bế mới như một hình thức cấy thêm vi khuẩn cho bế xử lý [10]. Bảng chức năng của một số vi khuẩn Vi khuẩn Chức năng Pseudomonas Phân hủy hidrocacbon, protein, phần nitrat hóa Arthrobacter Phân hủy hidrocacbon Bacillus Phân hủy hidrocacbon, protein,… Cytophaga Phân hủy polymer Nitrosomonas Nitrat hóa Nitrobacter Flavobacterium Nitrococcus denitrificans Thiobacillus denitrificans Acinetobacter Nhóm 5 Page 8 Công nhệ xử lý nước thải GVHD: Phạm Thị Hương Pseu domonas Hình 5 : Một số vi khuẩn Nhóm 5 Page 9 Công nhệ xử lý nước thải GVHD: Phạm Thị Hương Chu kỳ phát triển cuả các vi khuẩn trong bể xử lý bao gồm 4 giai đoạn [10]: Giai đoạn chậm (lag-phase): xảy ra khi bể bắt đầu đưa vào hoạt động và bùn của các bể khác được cấy thêm vào bể. Đây là giai đoạn để các vi khuẩn thich nghi với môi trường mới và bắt đầu quá trình phân bào. Giai đoạn tăng trưởng (log-growth phase): giai đoạn này các tế bào vi khuẩn tiến hành phân bào và tăng nhanh về số lượng. Tốc độ phân bào phụ thuộc vào thời gian cần thiết cho các lần phân bào và lượng thức ăn trong môi trường. Giai đoạn cân bằng (stationary phase): lúc này mật độ vi khuẩn được giữ ở một số lượng ổn định. Nguyên nhân của giai đoạn này là các chất dinh dường cần thiết cho quá trình tăng trưởng của vi sinh vật đã bị sử dụng hết, số lượng vi khuẩn sinh ra bằng với số lượng vi khuẩn đã chết đi. Giai đoạn chết (log-death phase): trong giai đoạn này số lượng vi khuấn chết đi nhiều hơn vi khuẩn được sinh ra, do đó mật độ vi khuẩn trong bể giảm nhanh. Giai đoạn này có thể do các loài có kích thước thường khả kiến hoặc là do đặc điểm của môi trường. Hình 6: Đồ thị về sự tăng trưởng của vi sinh vật trong bể xử lý Giai đoạn 2: Quá trình chuyến hóa cơ chất [8]: + Oxy hóa và tổng hợp tế bào (quá trình đồng hóa): CxHyOzN + NH 3 + O 2 men — > xCO 2 + C 5 H 7 NO 2 + Quá trình hô hấp nội bào (Quá trình dị hóa): C 5 H 7 NO 2 + 5O 2 men — > CO2 + H 2 O + NH 3 NH 3 + O 2 men — > O 2 + HNO 2 men — > HNO 3 Khi không đủ cơ chất, quá trình chuyển hóa các chất của tế bào bắt đầu xảy ra bằng sự tự oxy hóa chất liệu tế bào. Giai đoạn 3: Quá trình khử nito và phospho [4,8]: Nhóm 5 Page 10 [...]... 14 Công nhệ xử lý nước thải - - - - - - GVHD: Phạm Thị Hương Công nghệ được thiết kế đảm bảo đạt quy chuẩn/tiêu chuẩn xả thải nguồn loại A Nước sau xử lý được sử dụng để tưới cây Hiệu quả xử lý cao đối với các chỉ tiêu quan trọng của nước thải thủy sản, trong đó hiệu quả xử lý SS > 98%, BOD5 từ 96-98%, hiệu quả xử lý dầu mỡ gần như 100%, nitơ từ 4770% và photpho từ 76-94% Công nghệ xử lý hiếu khí không... tải trọng hữu cơ 6 Hướng phát triển và kết luận: a.Giải pháp nâng cao hiệu quả công trình xử lý nước thải: Dựa vào kết quả đánh giá công nghệ xử lý nước thải thủy sản tại nhà máy công nghệ xử lý nước thải được đề xuất một số thay đổi dưới đây: Cụm xử lý sinh học vẫn sử dụng kết hợp quá trình bùn hoạt tính hiếu khí và quá trình thiếu khí Việc cải tạo cụm xử lý sinh học có thể được thực hiện theo hướng...Công nhệ xử lý nước thải GVHD: Phạm Thị Hương Hình 7: Quá trình khử nito Hình 8: Quá trình khử phospho 4 Quy trình công nghệ xử lý [6]: Sơ đồ công nghệ: Nhóm 5 Page 11 Công nhệ xử lý nước thải GVHD: Phạm Thị Hương Thuyết minh công nghệ : Nước thải được dẫn vào mương tách mỡ có đặt thiết bị lược rác thô, nhằm giữ lại các chất thải rắn có trong nước thải như xương, da, cá vụn Các chất thải rắn... nhiễm thứ cấp như phương pháp hóa học, hóa lý Chi phí vận hành thấp 2.500 VNĐ/m3 nước thải so với các công nghệ xử lý nước thải tương đương (về hiệu quả và quy định xả thải) Chi phí đầu tư xây dựng và lắp đặt thiết bị vừa phải: 5.000.000 VNĐ/m3 nước thải Diện tích đất xây dựng khá thấp (0,38 m2/m3 nước thải) Nhược điểm: Bên cạnh những ưu điểm về hiệu quả xử lý, chi phí đầu tư xây dựng - lắp đặt thiết... khí 2 bậc với tổng thời gian lưu nước gần 12 giờ, và được tiếp nối bởi bể bùn hoạt tính dính bám (thực hiện quá trình khử nitrate) Nhóm 5 Page 15 Công nhệ xử lý nước thải - - - GVHD: Phạm Thị Hương Ngoài ra, nhà máy cần cho các cán bộ vận hành tham gia các khoá đào tạo về vận hành hệ thống xử lý nước thải hoặc tuyển cán bộ đảm nhiệm công tác quản lý hệ thống xử lý nước thải có chuyên môn về môi trường... đất, hệ thống xử lý nước thải này vẫn có một số nhược điểm sau: Bể thiếu khí được đặt trước bể bùn hoạt tính hiếu khí lơ lửng nhưng không có dòng tuần hoàn nước từ bể hiếu khí về bể thiếu khí nên hiệu quả xử lý nitơ của bể thiếu khí rất thấp Do nước thành phần nước thải dao động rất lớn nên bể điều hòa có thời gian lưu nước 6 giờ là khá thấp, do đó làm giảm khả năng điều hòa nồng độ nước thải Đồng thời... và chi phí hoạt động chi phí điều hành một nhà máy xử lý nước thải làm việc với hiếu khí hạt bùn có thể được giảm ít nhất 20% và không gian yêu cầu có thể được giảm đến 75% b.Kết luận: Trong nhiều giải pháp xử lý nước thải được đưa ra cho đến nay, phương pháp công nghệ sinh học được đánh giá cao nhất với chi phí rẻ và hiệu quả Công nghệ xử lý nước thải ngày càng đi sâu vào áp dụng công nghệ sinh học... được tách nước bằng máy ép bùn Trong quá trình tách nước, polymer được bổ sung tạo điều kiện cho quá trình tách nước của bùn được thực hiện dễ dàng hơn Phần nước trong sau khi qua bể lắng theo máng tràn tự chảy xuống bể trung gian Nước thải từ bể trung gian được bơm cao áp bơm lên bể lọc áp lực nhằm loại bỏ triệt để phần cặn lơ lửng còn lại trong nước thải Nhóm 5 Page 13 Công nhệ xử lý nước thải GVHD:... bùn hoạt tính, nước thải được dẫn sang công trình xử lý sinh học thứ 3 là bể sinh học hiếu khí (bùn hoạt tính dính bám) Bể này có chức năng xử lý hoàn thiện các hợp chất nitơ, photpho còn lại trong nước thải Trong bể được lắp đặt vật liệu lọc bằng nhựa PVC đặt ngập trong nước, lớp vật liệu này có độ rỗng và diện tích tiếp xúc lớn giữ vai trò làm giá thể cho vi sinh vật dính bám Nước thải được phân... Công nhệ xử lý nước thải GVHD: Phạm Thị Hương Sau đó, nước thải được dẫn vào bể khử trùng để loại bỏ vi sinh vật gây bệnh trước khi thải ra nguồn tiếp nhận Nước thải sau khi được xử lý bởi hệ thống đạt QCVN 11:2008, Cột A và được xả ra môi trường hay tái sử dụng Hình 9: Các thiết bị sử dụng trong quá trình xử lý 5 Ưu nhược điểm của phương pháp xử lý: Ưu điểm: - Hiệu suất của bể tuyển nổi siêu nông . phát triển và kết luận: a.Giải pháp nâng cao hiệu quả công trình xử lý nước thải: Dựa vào kết quả đánh giá công nghệ xử lý nước thải thủy sản tại nhà máy công nghệ xử lý nước thải được đề xuất. chuẩn/tiêu chuẩn xả thải nguồn loại A. Nước sau xử lý được sử dụng để tưới cây. - Hiệu quả xử lý cao đối với các chỉ tiêu quan trọng của nước thải thủy sản, trong đó hiệu quả xử lý SS > 98%,. thị ở nước ta. Ðiều đáng nói là các loại nước thải đều được trực tiếp thải ra môi trường, chưa qua xử lý gì cả, vì nước ta chưa có hệ thống xử lý nước thải nào đúng nghĩa như tên gọi. Nước ngầm