tổng quan về nước thải nhà máy thủy sản

Luận văn về tổng quan về nước thải nhà máy thủy sản

I Quy trình công nghệ:

Tùy thuộc vào các loại nguyên liệu như tôm, cá, sò, mực, cua, … mà côngnghệ sẽ có nhiều điểm riêng biệt Tuy nhiên quy trình sản xuất có các dạng chungnhư sau:

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

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

Nước thải

Nguyên liệu khô

Sơ chế (chải sạch cát, chặt đầu, lặt dè, bỏ sống …)

Ntc = 17 - 31 mg/L

Phân cỡ, loại

Đóng gói

Bảo quản lạnh

(-180C)

Quy trình công nghệ sản xuất các sản phẩm đông lạnh của công ty Seaspimex

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

2

-Nước thải

Rửa

Nguyên liệu tươi ướp đáRửa

mg/L

Ntc : 57 – 126 mg/L

Ptc : 23 – 98 mg/L

Quy trình công nghệ sản xuất các sản phẩm đóng hộp của công ty Seaspimex

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

Nước thải

Nguyên liệu (tôm, thịt chín ướp lạnh)

RửaLoại bỏ tạp chấtLuộc sơ lạiĐóng vào hộpCho nước muối vào

Ghép mí hộpKhử trùngĐể nguộiDán nhãnĐóng góiBảo quản

SS : 150 – 250 mg/LCOD : 336 – 1000

mg/L

Ntc : 42 – 127 mg/L

Ptc : 37 – 125 mg/L

II Nước thải của quá trình chế biến thủy sản:

Nước thải trong công ty máy chế biến đông lạnh phần lớn là nước thải trongquá trình sản xuất bao gồm nước rửa nguyên liệu, bán thành phẩm, nước sử dụngcho 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 trong sản xuất.Nước thải chế biến thuỷ sản có hàm lượng các chất ô nhiễm cao nếu khôngđược xử lý sẽ gây ô nhiễm các nguồn nước mặt và nước ngầm trong khu vực

Đối với nước ngầm tầng nông, nước thải chế biến thuỷ sản có thể thấmxuống đất và gây ô nhiễm nước ngầm Các nguồn nước ngầm nhiễm các chất hữu

cơ, dinh dưỡng và vi trùng rất khó xử lý thành nước sạch cung cấp cho sinh hoạt

Đối với các nguồn nước mặt, các chất ô nhiễm có trong nước thải chế biếnthuỷ sản sẽ làm suy thoái chất lượng nước, tác động xấu đến môi trường và thủysinh 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 bịphân 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 tan trong nước do vi sinhvật sử dụng ôxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ Nồng độ oxy hòa tan dưới50% bão hòa có khả năng gây ảnh hưởng tới sự phát triển của tôm, cá Oxy hòatan giảm không chỉ gây suy thoái tài nguyên thủy sản mà còn làm giảm khả năngtự làm sạch của nguồn nước, dẫn đến giảm chất lượng nước cấp cho sinh hoạt vàcông nghiệp

Chất rắn lơ lửng

Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc có màu, nó hạn chế độ sâu tầngnước 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 ảnh hưởng tiêu cực đến tàinguyên thủy sinh đồng thời gây tác hại về mặt cảm quan (tăng độ đục nguồn nước)và gây bồi lắng lòng sông, cản trở sự lưu thông nước và tàu bè…

Chất dinh dưỡng (N, P)

Nồng độ các chất nitơ, photpho cao gây ra hiện tượng phát triển bùng nổ cácloài tảo, đến mức độ giới hạn tảo sẽ bị chết và phân hủy gây nên hiện tượng thiếu

4

-oxy Nếu nồng độ oxy giảm tới 0 gây ra hiện tượng thủy vực chết ảnh hưởng tớichất lượng nước của thủy vực Ngoài ra, các loài tảo nổi trên mặt nước tạo thànhlớp màng khiến cho bên dưới không có ánh sáng Quá trình quang hợp của cácthực vật tầng dưới bị ngưng trệ Tất cả các hiện tượng trên gây tác động xấu tớichất lượng nước, ảnh hưởng tới hệ thuỷ sinh, nghề nuôi trồng thuỷ sản, du lịch vàcấp nước.

Amonia rất độc cho tôm, cá dù ở nồng độ rất nhỏ Nồng độ làm chết tôm, cátừ 1,2 ÷ 3 mg/l Tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi trồng thủy sản của nhiều quốc giayêu 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 trong nguồnnước là nguồn ô nhiễm đặc biệt Con người trực tiếp sử dụng nguồn nước nhiễmbẩn hay qua các nhân tố lây bệnh sẽ truyền dẫn các bệnh dịch cho người như bệnh

lỵ, thương hàn, bại liệt, nhiễm khuẩn đường tiết niệu, tiêu chảy cấp tính

I Phương pháp cơ học:

Phương pháp xử lý cơ học (hay còn gọi là xử lý vật lý – xử lý bậc một) là mộttrong những phương pháp xử lý nước thải khá phổ biến đối với hầu hết các loại nướcthải Thực chất là loại bỏ khỏi nước thải các chất phân tán thô, các chất vô cơ (cát,sạn, sỏi, …), các chất lơ lửng có thể lắng được bằng cách gạn lọc, lắng, lọc, … Nhữngcông trình xử lý cơ học bao gồm :

I.1 Song chắn rác

Song chắn rác nhằm chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn (> 5mm) hay ởdạng sợi: giấy, rau cỏ, rác … được gọi chung là rác Rác được chuyển tới máy nghiềnđể nghiền nhỏ, sau đó được chuyển tới bể phân huỷ cặn (bể mêtan) Đối với các tạpchất < 5 mm thường dùng lưới chắn rác Cấu tạo của thanh chắn rác gồm các thanhkim loại tiết diện hình chữ nhật, hình tròn hoặc bầu dục … Theo đặc điểm cấu tạo,song chắn rác được chia làm 2 loại di động hoặc cố định, còn nếu theo phương pháplấy rác thì phân loại thành loại thủ công hoặc cơ giới Song chắn rác được đặt nghiêngmột góc 60 – 90 0 theo hướng dòng chảy

I.2 Bể lắng cát

Bể lắng cát dùng để tách các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn hơnnhiều so với trọng lượng riêng của nước như xỉ than, cát … ra khỏi nước thải Cát từ bểlắng cát được đưa đi phơi khô ở sân phơi và cát khô thường được sử dụng lại chonhững mục đích xây dựng Theo đặc tính chuyển động của nước, bể lắng cát đượcphân biệt thành : bể lắng cát ngang nước chảy thẳng, chảy vòng ; bể lắng cát đứngnước dâng từ dưới lên, bể lắng cát nước chảy xoắn ốc (tiếp tuyến và thoáng gió)

I.3 Bể lắng

6

-Bể lắng dùng để tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượngriêng của nước Chất lơ lửng nặng hơn sẽ từ từ lắng xuống đáy, còn chất lơ lửng nhẹhơn sẽ nổi lên mặt nước hoặc tiếp tục theo dòng nước đến công trình xử lý tiếp theo.Dùng những thiết bị thu gom và vận chuyển các 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 : bểlắng đợt 1 trước công trình xử lý sinh học và bể lắng đợt 2 sau công trình xử lý sinhhọc

 Dựa vào nguyên tắc hoạt động, người ta có thể chia ra các loại bểlắng như : bể lắng hoạt động gián đoạn hoặc bể lắng hoạt động liên tục

 Dựa vào cấu tạo có thể chia bể lắng thành các loại như sau : bể lắngđứng , bể lắng ngang , bể lắng ly tâm, bể lắng nghiêng, bể lắng xoáy, bể lắng trong

Số lượng cặn tách ra khỏi nước thải trong các bể lắng phụ thuộc vào nồng độnhiễm bẩn ban đầu, đặc tính riêng của cặn và thời gian nước lưu trong bể

I.3.1 Bể lắng đứng

Bể lắng đứng có dạng hình tròn hoặc hình chữ nhật trên mặt bằng Bể lắngđứng thường dùng cho các trạm xử lý có công suất dưới 20.000 m3/ngàyđêm Đườngkính của bể không vượt quá 3 lần chiều sâu công tác và có thể lên đến 10m Nướcthải được dẫn vào ống trung tâm và chuyển động từ dưới lên theo phương thẳng đứng.Vận tốc dòng nước chuyển động lên phải nhỏ hơn vận tốc của các hạt lắng Nướctrong được tập trung vào máng thu phía trên Cặn lắng được chứa ở phần hình nónhoặc chóp cụt phía dưới

I.3.2 Bể lắng ngang

Bể lắng ngang có hình dạng chữ nhật trên mặt bằng, tỷ lệ giữa chiều rộng vàchiều dài không nhỏ hơn ¼ và chiều sâu đến 4m Bể lắng ngang dùng cho các trạmxử lý có công suất lớn hơn 15.000 m3/ ngàyđêm Trong bể lắng nước thải chuyển độngtheo phương ngang từ đầu bể đến cuối bể và được dẫn tới các công trình xử lý tiếptheo, vận tốc dòng chảy trong vùng công tác của bể không được vượt quá 40 mm/s Bểlắng ngang có hố thu cặn ở đầu bể và nước trong được thu vào ở máng cuối bể

I.3.3 Bể lắng ly tâm

Bể lắng ly tâm có dạng hình tròn trên mặt bằng, đường kính bể từ 16 đến 40 m(có trưòng hợp tới 60m), chiều cao làm việc bằng 1/6 – 1/10 đường kính bể Bể lắng

ly tâm được dùng cho các trạm xử lý có công suất lớn hơn 20.000 m3/ngđ Trong bểlắng nước chảy từ trung tâm ra quanh thành bể Cặn lắng được dồn vào hố thu cặnđược xây dựng ở trung tâm đáy bể bằng hệ thống cào gom cặn ở phần dưới dàn quayhợp với trục 1 góc 450 Đáy bể thường được thiết kế với độ dốc i = 0,02 – 0,05 Dànquay với tốc độ 2-3 vòng trong 1 giờ Nước trong được thu vào máng đặt dọc theothành bể phía trên

I.3.4 Bể lắng trong

Bể lắng trong là một bể chứa đứng và có buồng keo tụ bên trong Nước thảitheo máng dẫn chảy vào ống trung tâm Do độ chênh của mực nước ở trong máng dẫnvà trong bể mà khi nước xối vào bể thì không khí cũng được cuốn theo Như vậy việclàm thoáng là tự nhiên Quá trình keo tụ và oxy hóa thực hiện ở buồng keo tụ Từ đónước thải chuyển qua vùng lắng và khi qua lớp vật chất lơ lửng, tạo nên trong quátrình lắng, các cặn thải tán sắc khó rơi lắng sẽ được giữ lại Nước lắng trong tràn vàománg thu ở chu vi bể và dẫn ra ngoài

I.3.5 Bể lắng tầng mỏng

Bể lắng tầng mỏng là một bể chứa hoặc kín hoặc hở Cũng như các loại bểlắng khác, nó có các bộ phận phân phối và thu nước, phần lắng và chứa cặn Cấu tạophần lắng gồm nhiều tấm mỏng sắp xếp cạnh nhau với chiều cao ≈ 0,15m Các tấmmỏng đó có thể là các bản phẳng, lượn sóng hoặc các dàn ống, …

I.4 Bể vớt dầu mỡ

Bể vớt dầu mỡ thường được áp dụng khi xử lý nước thải nước thải công nghiệpcó chứa dầu mỡ, các chất nhẹ hơn nước và các dạng chất nổi khác Đối với thải sinhhoạt do hàm lượng dầu mỡ và các chất nổi không cao nên có thể thực hiện việc táchchúng ngay ở bể lắng đợt 1 nhờ các thanh gạt thu hồi dầu mỡ, chất nổi trên bề mặt

I.5 Bể lọc

Bể lọc nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách chonước thải đi qua lớp lọc đặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc Bể này được sử dụng chủyếu cho một số loại nước thải công nghiệp Quá trình phân riêng được thực hiện nhờvách ngăn xốp, nó cho nước đi qua và giữ pha phân tán lại Quá trình diễn ra dưới tácdụng của áp suất cột nước

Hiệu quả của Phương pháp xử lý cơ học :

8

-Có thể loại bỏ được đến 60% tạp chất không hoà tan có trong nước thải vàgiảm BOD đến 30% Để tăng hiệu suất công tác của các công trình xử lý cơ học cóthể dùng biện pháp làm thoáng sơ bộ, thoáng gió đông tụ sinh học, hiệu quả xử lý cóthể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 40-50 % theo BOD.

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

II Phương pháp hóa lý:

Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý là áp dụng cácquá trình vật lý và hoá học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tácđộng với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thành các chất khác dưới dạng cặnhoặc chất hoà tan nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường Giai đoạn xử lýhoá lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với các phương pháp cơ học,hoá học, sinh học trong 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 siêu lọc …

II.1 Phương pháp keo tụ và đông tụ

Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thểtách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hoà tan vì chúng là những hạt rắn cókích thước quá nhỏ Để tách các hạt rắn đó một cách có hiệu quả bằng phương pháplắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hổ giữa các hạt phân tánliên kết thành tập hợp các hạt, nhằm tăng vận tốc lắng của chúng Việc khử các hạtkeo rắn bằng lắng trọng lượng đòi hỏi trước hết cần trung hoà điện tích của chúng, thứđến là liên kết chúng với nhau Quá trình trung hoà điện tích thường được gọi là quátrình đông tụ (coagulation), còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏgọi là quá trình keo tụ (flocculation)

II.2.1 Phương pháp keo tụ

Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các chất cao phân tử vàonước Khác với quá trình đông tụ, khi keo tụ thì sự kết hợp diễn ra không chỉ do tiếpxúc trực tiếp mà còn do tương tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ bị hấp phụtrên các hạt lơ lửng

Sự keo tụ được tiến hành nhằm thúc đẩy quá trình tạo bông hydroxyt nhôm vàsắt với mục đích tăng vận tốc lắng của chúng Việc sử dụng chất keo tụ cho phépgiảm chất đông tụ, giảm thời gian đông tụ và tăng vận tốc lắng

Cơ chế làm việc của chất keo tụ dựa trên các hiện tượng sau : hấp phụ phân tửchất keo trên bề mặt hạt keo, tạo thành mạng lưới phân tử chất keo tụ Sự dính lại cáchạt keo do lực đẩy Vanderwalls Dưới tác động của chất keo tụ giữa các hạt keo tạothành cấu trúc 3 chiều, có khả năng tách nhanh và hoàn toàn ra khỏi nước

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

II.2.2 Phương pháp đông tụ

Quá trình thuỷ phân các chất đông tụ và tạo thành các bông keo xảy ra theocác 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 hợp của chúng.Việc chọn chất đông tụ phụ thuộc vào thành phần, tính chất hoá lý, giá thành, nồng độtạp 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 Thường sunfat nhôm làm chấtđông tụ vì hoạt động hiệu quả pH = 5 – 7.5, tan tốt trong nước, sử dụng dạng khô hoặcdạng dung dịch 50% và giá thành tương đối rẽ

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 dụng dạng khô hay dung dịch 10-15%

II.2 Tuyển nổi

Tuyển nổi là quá trình dính bám phân tử của các hạt chất bẩn đối với bề mặtphân chia của hai pha : khí – nước và hình thành hỗn hợp “hạt rắn – bọt khí” nổi lêntrên mặt nước và sau đó được loại bỏ đi Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụngđể tách các tạp chất (ở dạng rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi

10

-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 với phươngpháp lắng là có thể khử được hoàn toàn các hạt nhỏ hoặc nhẹ, lắng chậm, trong mộtthời gian ngắn Khi các hạt đã nổi lên bề mặt, chúng có thể thu gom bằng bộ phận vớtbọt

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường làkhông khí) vào trong pha lỏng Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi của tậphợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tậphợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏngban đầu

II.3 Hấp phụ

Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏicác chất hữu cơ hoà tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi nước thải cóchứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó Những chất này không phân huỷ bằng conđường sinh học và thường có độc tính cao Nếu các chất cần khử bị hấp phụ tốt và chiphí riêng cho lượng chất hấp phụ không lớn thì việc ứng dụng phương pháp này là hợplý hơn cả

Các chất hấp phụ thường được sử dụng như : than hoạt tính, các chất tổng hợpvà 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 ítđược sử dụng vì năng lượng tương tác của chúng với các phân tử nước lớn Chất hấpphụ phổ biến nhất là than hoạt tính, nhưhg chúng cần có các tính chất xác định như :tương tác yếu với các phân tử nước và mạnh với các chất hữu cơ, có lỗ xốp thô để cóthể hấp phụ các 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 hoạt tính xúc tácthấp đối với phản ứng oxy hoá bởi vì một số chất hữu cơ trong nước thải có khả năng

bị oxy hoá và bị hoá nhựa Các chất hoá nhựa bít kín lổ xốp của than và cản trở việâctái sinh nó ở nhiệt độ thấp

II.4 Phương pháp trao đổi ion

Trao đổi ion thường được ứng dụng để xử lý các kim loại nặng có trong nướcthải bằng cách cho nước thải chứa kim loại nặng đi qua cột nhựa trao đổi cation, khiđó các cation kim loại nặng được thay thế bằng các ion hydro của nhựa trao đổi

Trao ñoơi ion laø moôt quaù trình trong ñoù caùc ion tređn beă maịt cụa chaât raĩn trao ñoơivôùi ion coù cuøng ñieôn tích trong dung dòch khi tieâp xuùc vôùi nhau Caùc chaât naøy gói laøcaùc ionit (chaât trao ñoơi ion), chuùng hoaøn toaøn khođng tan trong nöôùc

Caùc chaât coù khạ naíng huùt caùc ion döông töø dung dòch ñieôn ly gói laø cationit,nhöõng chaât naøy mang tính axit Caùc chaât coù khạ naíng huùt caùc ion ađm gói laø anionit vaøchuùng mang tính kieăm Neẫu nhö caùc ionit naøo ñoù trao ñoơi cạ cation vaø anion gói laø caùcionit löôõng tính

Phöông phaùp trao ñoơi ion thöôøng ñöôïc öùng dúng ñeơ loái ra khoûi nöôùc caùc kimloái nhö : Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Mn, v…v…, caùc hôïp chaât cụa Asen, photpho, Cyanuavaø caùc chaât phoùng xá

Caùc chaât trao ñoơi ion laø caùc chaât vođ cô hoaịc höõu cô coù nguoăn goâc töï nhieđn haytoơng hôïp nhađn táo Caùc chaât trao ñoơi ion vođ cô töï nhieđn goăm coù caùc zeolit , kim loáikhoaùng chaât, ñaât seùt, fenspat, chaât mica khaùc nhau, v…v… vođ cô toơng hôïp goămsilicagen, pecmutit (chaât laøm meăm nöôùc ), caùc oxyt khoù tan vaø hydroxyt cụa moôt soâkim loái nhö nhođm , crođm , ziriconi, v…v… Caùc chaât trao ñoơi ion höõu cô coù nguoăn goâctöï nhieđn goăm axit humic vaø than ñaù chuùng mang tính axit, caùc chaât coù nguoăn goâc toơnghôïp laø caùc nhöïa coù beă maịt rieđng lôùn laø nhöõng hôïp chaât cao phađn töû

Khöû kim loái naịng trong nöôùc thại baỉng phöông phaùp trao ñoơi ion cho ta nöôùcthại ñaău ra coù chaât löôïng raât cao Tuy nhieđn, moôt soâ hôïp chaât höõu cô trong nöôùc thạicoù theơ laøm baơn nhöïa cuõng nhö caùc vi sinh vaôt phaùt trieơn tređn beă maịt hát nhöïa laømgiạm hieôu quạ cụa chuùng Theđm vaøo ñoù, vieôc taùi sinh nhöïa thöôøng toân keùm vaø chaâtthại ñaôm ñaịc töø quaù trình taùi sinh nhöïa ñoøi hoûi phại coù bieôn phaùp xöû lyù vaø thại boû hôïplyù ñeơ khođng gađy ođ nhieêm mođi tröôøng

II.5 Caùc quaù trình taùch baỉng maøng

Maøng ñöôïc ñònh nghĩa laø moôt pha ñoùng vai troø ngaín caùch giöõa caùc pha khaùcnhau Việđc öùng dúng maøng ñeơ taùch caùc chaât phú thuoôc vaøo ñoô thaâm cụa caùc hôïp chaâtñoù qua maøng Ngöôøi ta duøng caùc kyõ thuaôt nhö : ñieôn thaơm tích, thaơm thaâu ngöôïc, sieđulóc vaø caùc quaù trình töông töï khaùc

Thaơm thaâu ngöôïc vaø sieđu lóc laø quaù trình lóc dung dòch qua maøng baùn thaơmthaâu, döôùi aùp suaât cao hôn aùp suaât thaâm lóc Maøng lóc cho caùc phađn töû dung mođi ñiqua vaø giöõ lái caùc chaât hoaø tan Söï khaùc bieôt giöõa hai quaù trình laø ôû choơ sieđu lócthöôøng ñöôïc söû dúng ñeơ taùch dung dòch coù khối löôïng phađn töû tređn 500 vaø coù aùp suaâtthaơm thaâu nhoû (ví dú nhö caùc vi khuaơn, tinh boôt, protein, ñaât seùt …) Coøn thaơm thaâu

12

-ngược thường được sử dụng để khử các vật liêu có khối lượng phân tử thấp và có ápsuất cao

II.6 Phương pháp điện hoá

Mục đích của phương pháp này là xử lý các tạp chất tan và phân tán trong nướcthải, có thể áp dụng trong quá trình oxy hoá dương cực, khử âm cực, đông tụ điện vàđiện thẩm tích Tất cả các quá trình này đều xảy ra trên các điện cực khi cho dòngđiện 1 chiều đi qua nước thải

Các phương pháp điện hoá giúp thu hồi các sản phẩm có giá trị từ nước thải với

sơ đồ công nghệ tương đối đơn giản, dễ tự động hoá và không sử dụng tác chất hoáhọc

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

Việâc làm sạch nước thải bằng phương pháp điện hoá có thể tiến hành giánđoạn hoặc liên tục

Hiệu suất của phương pháp điện hoá được đánh giá bằng 1 loạt các yếu tố nhưmật độ dòng điện , điện áp , hệ số sử dụng hữu ích điện áp , hiệu suất theo dòng , hiệusuất theo năng lượng

II.7 Phương pháp trích ly

Trích ly pha lỏng được ứng dụng để làm sạch nước thải chứa phenol , dầu , axithữu cơ , các ion kim loại … Phương pháp này được ứng dụng khi nồng độ chất thải lớnhơn 3-4 g/l , vì khi đó giá trị chất thu hồi mới bù đắp chi phí cho quá trình trích ly

Làm sạch nước thải bằng phương pháp trích ly bao gồm 3 giai đoạn :

 Giai đoạn thứ nhất : Trộn mạnh nước thải với chất trích ly (dung môi

hữu cơ ) trong điều kiện bề mặt tiếp xúc phát triển giữa các chất lỏng hình thành 2pha lỏng Một pha là chất trích với chất được trích còn pha khác là nước thải với chấttrích

 Giai đoạn thứ hai : Phân riêng hai pha lỏng nói trên

 Giai đoạn thứ ba : Tái sinh chất trích ly

Để giảm nồng độ tạp chất tan thấp hơn giới hạn cho phép cần phải chọn đúngchất trích và vận tốc của nó khi cho vào nước thải

III Phương pháp hóa học:

Các phương pháp hoá học dùng trong xử lý nước thải gồm có : trung hoà , oxyhoá và khử Tất cả các phương pháp này đều dùng các tác nhân hoá học nên làphương pháp đắt tiền Người ta sử dụng các phương pháp hoá học để khử các chấthoà tan và trong các hệ thống cấp nước khép kín Đôi khi các phương pháp này đượcdùng để xử lý sơ bộ trước xử lý sinh học hay sau công đoạn này như là một phươngpháp xử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn

III.1 Phương pháp trung hòa:

Nước thải chứa các axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hoà đưa pH về khoảng6,5 đến 8,5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo

Trung hoà nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau :

 Trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm

 Bổ sung các tác nhân hoá học

 Lọc nước axit qua vật liệu có tác dụng trung hoà

 Hấp thụ khí axit bằng nước kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng nướcaxit

Việc lựa chọn phương pháp trung hoà là tuỳ thuộc vào thể tích và nồng độnước thải , chế độ thải nước thải , khả năng sẳn có và giá thành của các tác nhân hoáhọc Trong quá trình trung hoà , một lượng bùn cặn được tạo thành Lượng bùn nàyphụ thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại và lượng các tácnhân sử dụng cho quá trình

III.2 Phương pháp oxy hoá khử

Mục đích của phương pháp này là chuyển các chất ô nhiễm độc hại trong nướcthải thành các chất ít độc hơn và được loại ra khỏi nước thải Quá trình này tiêu tốnmột lượng lớn các tác nhân hoá học , do đó quá trình oxy hoá hoá học chỉ được dùngtrong những trường hợp khi các tạp chất gây ô nhiễm bẩn trong nước thải không thểtách bằng những phương pháp khác Thường sử dụng các chất oxy hoá như : Clo khívà lỏng , nước Javen NaOCl , Kalipermanganat KMnO4 , Hypocloric Canxi Ca(ClO)2 ,

H2O2 , Ozon …

III.3 Khử trùng nước thải

Sau khi xử lý sinh học , phần lớn các vi khuẩn trong nước thải bị tiêu diệt Khixử lý trong các công trình sinh học nhân tạo (Aerophin hay Aerotank ) số lượng vikhuẩn giảm xuống còn 5% , trong hồ sinh vật hoặc cánh đồng lọc còn 1-2% Nhưng để

14

-tiêu diệt toàn bộ vi khuẩn gây bệnh, nước thải cần phải khử trùng Chlor hoá, Ozonhoá, điện phân, tia cực tím …

 Phương pháp phổ biến nhất hiện nay là phương pháp Chlor hoá :

Chlor cho vào nước thải dưới dạng hơi hoặc Clorua vôi Lượng Chlor hoạt tínhcần thiết cho một đơn vị thể tích nước thải là : 10 g/m3 đối với nước thải sau xử lý cơhọc, 5 g/m3 sau xử lý sinh học hoàn toàn Chlor phải được trộn đều với nước và đểđảm bảo hiệu quả khử trùng, thời gian tiếp xúc giữa nước và hoá chất là 30 phút trướckhi nước thải ra nguồn Hệ thống Chlor hoá nước thải Chlor hơi bao gồm thiết bịChlorator , máng trộn và bể tiếp xúc Chlorato phục vụ cho mục đích chuyển hóa Clorhơi thành dung dịch Chlor trước khi hoà trộn với nước thải và được chia thành 2nhóm : nhóm chân không và nhóm áp lực Clor hơi được vận chuyển về trạm xử lýnước thải dưới dạng hơi nén trong banlon chịu áp Trong trạm xử lý cần phải có khocất giữ các banlon này Phương pháp dùng Chlor hơi ít được dùng phổ biến

 Phương pháp Chlor hoá nước thải bằng Clorua vôi :

Aùp dụng cho trạm nước thải có công suất dưới 1000 m3/ngđ Các công trình vàthiết bị dùng trong dây chuyền này là các thùng hoà trộn , chuẩn bị dung dịch Cloruavôi, thiết bị định lượng máng trộn và bể tiếp xúc

Với Clorua vôi được hoà trộn sơ bộ tại thùng hoà trộn cho đến dung dịch 10-15% sau đó chuyển qua thùng dung dịch Bơm định lượng sẽ đưa dung dịch Cloruavôi với liều lượng nhất định đi hoà trộn vào nước thải Trong các thùng trộn dungdịch , Clorua vôi được khuấy trộn với nước cấp bằng các cánh khuấy gắn với trụcđộng cơ điện

 Phương pháp Ozon hoá

Ozon hoá tác động mạnh mẽ với các chất khoáng và chất hữu cơ, oxy hoá bằngOzon cho phép đồng thời khử màu, khử mùi, tiệt trùng nước Phương pháp Ozon hoácó thể xử lý phenol , sản phẩm dầu mỏ , H2S , các hợp chất Asen , thuốc nhuộm … Sauquá trình Ozon hoá số lượng vi khuẩn bị tiêu diệt đến hơn 99% Ngoài ra, Ozon cònoxy hoá các hợp chất Nitơ ,Photpho … Nhược điểm chính của phương pháp này là giáthành cao và thường được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước cấp

IV Phương pháp sinh học:

Phương pháp xử lí sinh học là sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vậtđể phân huỷ các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải Các vi sinh vật sử dụng các hợpchất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Trongquá trình dinh dưỡng, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởngvà sinh sản vì thế sinh khối của chúng được tăng lên Quá trình phân hũy các chất hữu

cơ nhờ vi sinh 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 trong điều kiện kỵkhí (không có oxy)

Phương pháp xử lý sinh học có thể ứng dụng để làm sạch hoàn toàn các loạinước thải chứa chất hữu cơ hoà tan hoặc phân tán nhỏ Do vậy phương pháp nàythường được áp dụng sau khi loại bỏ các loại tạp chất thô ra khỏi nước thải có hàmlượng chất hữu cơ cao

Quá trình xử lý sinh học gồm các bước

 Chuyển hoá các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo vàdạng 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 sinh vật và cácchất keo vô cơ trong nước thải

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

IV.1 Xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên

Cơ sở của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch của nguồn nướcvà đất Để tách các chất bẩn hữu cơ dạng keo và hoà tan trong điều kiện tự nhiênngười ta xử lí nước thải trong ao, hồ (hồ sinh vật) hay trên đất (cánh đồng tưới, cánhđồng lọc …)

IV.1.1 Hồ sinh vật

Hồ sinh vật là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên, còn gọi là hồ oxy hoá, hồ ổnđịnh nước thải, … xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học Trong hồ sinh vật diễn raquá trình oxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ nhờ các loài vi khuẩn, tảo và các loại thủysinh vật khác, tương tự như quá trình làm sạch nguồn nước mặt Vi sinh vật sử dụngoxy 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

16

-huỷ, oxy hoá các chất hữu cơ bởi vi sinh vật Để hồ hoạt động bình thường cần phảigiữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu Nhiệt độ không được thấp hơn 60C.

Trong số các công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên thì hồ sinh học được ápdụng rộng rãi hơn cả Ngoài nhiệm vụ xử lý nước thải, hồ sinh học còn có thể đem lạinhững lợi ích:

- Nuôi trồng thủy sản

- Cung cấp nguồn nước tưới cho cây trồng

- Điều hòa dòng chảy nước mưa trong hệ thống thoát nước đô thịTại Việt Nam, hồ sinh học chiếm một vị trí đặc biệt quan trọng trong các biệnpháp xử lý nước thải vì có nhiều thuận lợi

- Không đòi hỏi nhiều vốn đầu tư

- Bải trì vận hành đơn giản, không có ngưới bảo quản thường xuyên

- Hầu hết các đô thị đều có những ao hồ hay khu ruộng trũng có thể sửdụng mà không cần xây dựng thêm

- Có nhiều điều kiện kết hợp mục đích xử lý nước thải với việc nuôitrồng thủy sản và điều hòa nước mưa

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

IV.1.1.a Hồ sinh vật hiếu khí

Quá trình oxy hóa các chất hữu cơ nhờ các vi sinh vật hiếu khí Quá trình xử línước thải xảy ra trong điều kiện đầy đủ oxy, oxy được cung cấp qua mặt thoáng vànhờ quang hợp của tảo hoặc hồ được làm thoáng cưỡng bức nhờ các hệ thống thiết bịcấp khí Để đảm bảo cho ánh sáng có thể xuyên qua, chiều sâu của hồ phải bé,khoảng 30 – 40 cm Thời gian lưu nước trong hồ khoảng 3 – 12 ngày

IV.1.1.b Hồ sinh vật tuỳ tiện

Hồ facultativ là loại hồ thường gặp trong điều kiện tự nhiên Phần lớn các aohồ của chúng ta là nhưng hồ facultativ Hiện nay, nó được sử dụng rộng rãi nhất tronghồ sinh học

Trong hồ này xảy ra hai quá trình song song: Quá trình oxy hóa hiếu khí chấtnhiễm bẩn hữu cơ và quá trình phân hủy metan cặn lắng

Đặc điểm của loại hồ này xét theo chiều sau của nó có thể chia ra 3 vùng: Lớptrên là vùng hiếu khí, lớp giữa là vùng trung gian, còn lớp dưới là vùng kỵ khí.

Nguồn oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong hồ chủ yếunhờ quang hợp của rong tảo dưới tác dụng của bức xạ mặt trời và khuyết tán qua mặtnước dưới tác dụng của sóng gió Trong hồ sinh vật tuỳ tiện vi khuẩn và tảo có quanhệ tương hổ đóng vai trò cơ bản đối với sự chuyển hoá các chất

Các yếu tố tự nhiên ảnh hưởng tới sự xáo trộn là gió và nhiệt dộ

IV.1.1.c Hồ sinh vật yếm khí

Dùng để lắng và phân hủy cặn lắng bằng phương pháp sinh hóa tự nhiên dựatrên cơ sở sống và hoạt động của vi sinh kỵ khí Các vi sinh vật này tiến hành hàngchục phản ứng hoá sinh học để phân huỷ và biến đổi các hợp chất hữu cơ phức tạpthành những chất đơn giản, dễ xử lý Hiệu suất giảm BOD trong hồ có thể lên đến70% Tuy nhiên nước thải sau khi ra khỏi hồ vẫn có BOD cao nên loại hồ này chỉ chủyếu áp dụng cho xử lý nước thải công nghiệp rất đậm đặc và dùng làm hồ bậc 1 trongtổ hợp nhiều bậc

Loại hồ này thường dùng để xử lý nước thải công nghiệp có độ nhiễm bẩn lớn,

ít dùng để xử lý nước thải sinh hoạt, vì nó gây mùi thối khó chịu Hồ kỵ khí phải đặtcách xa nhà ở và xí nghiệp thực phẩm 1,5 – 2km

Để duy trì điều kiện kỵ khí và giữ ấm cho hồ trong mùa đông thì chiều sâu hồphải lớn, thường thì 2,4 – 3,6m

IV.1.2 Cánh đồng tưới - Cánh đồng lọc

Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác, có thể tiếp nhận và xử lý nướcthải Xử lý trong điều kiện này diễn ra dưới tác dụng của vi sinh vật, ánh sáng mặttrời, không khí và dưới ảnh hưởng của các hoạt động sống thực vật, chất thải bị hấpthụ và giữ lại trong đất, sau đó các loại vi khuẩn có sẵn trong đất sẽ phân huỷ chúngthành các chất đơn giản để cây trồng hấp thụ Nước thải sau khi ngấm vào đất , mộtphần được cây trồng sử dụng Phần còn lại chảy vào hệ thống tiêu nước ra sông hoặcbổ sung cho nước nguồn

Có 2 loại cánh đồng tưới :

- Cánh đồng tưới công cộng, chức năng chủ yếu là xử lý nước thải, cònphục vụ cho nông nghiệp là thứ yếu

18

Cánh đồng tưới nông nghiệp, phục vụ nông nghiệp và xử lý nước thảilà những mục tiêu thống nhất.

Việc xây dựng cánh đồng tưới phải tuân theo 2 mục đích:

- Vệ sinh, tức là xử lý nước thải

- Kinh tế nông nghiệp, tức là sử dụng nước thải để tưới ẩm và sử dụngcác chất dinh dưỡng có trong nước thải để bón cho cây trồng

IV.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo

IV.2.1 Bể lọc sinh học

Bể lọc sinh học là công trình nhân tạo , trong đó nước thải được lọc qua vật liệurắn có bao bọc một lớp màng vi sinh vật Bể lọc sinh học gồm các phần chính như sau: phần chứa vật liệu lọc , hệ thống phân phối nước đảm bảo tưới đều lên toàn bộ bềmặt bể , hệ thống thu và dẩn nước sau khi lọc , hệ thống phân phối khí cho bể lọc

Quá trinh oxy hoá chất thải trong bể lọc sinh học diển ra giống như trên cánhđồng lọc nhưng với cường độ lớn hơn nhiều Màng vi sinh vật đã sử dụng và xác visinh vật chết theo nước trôi khỏi bể được tách khỏi nước thải ở bể lắng đợt 2 Để đảmbảo quá trình oxy hoá sinh hoá diễn ra ổn định ,oxy được cấp cho bể lọc bằng các biệnpháp thông gió tự nhiên hoặc thông gió nhân tạo Vật liệu lọc của bể lọc sinh học cóthể là nhựa Plastic , xỉ vòng gốm , đá Granit……

IV.2.1.a Bể lọc sinh học nhỏ giọt

Bể có dạng hình vuông , hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng , bể lọcsinh 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 kỳtưới đều nước trên toàn bộ bề mặt bể lọc Nước thải sau khi lọc chảy vào hệ thống thunước và được dẫn ra khỏi bể Oxy cấp cho bể chủ yếu qua hệ thống lỗ xung quanhthành bể

 Vật liệu lọc của bể sinh học nhỏ giọt thường là các hạt cuội , đá … đườngkính trung bình 20 – 30 mm Tải trọng nước thải của bể thấp (0,5 – 1,5 m3/m3 vật liệulọc /ngđ) Chiều cao lớp vật liệu lọc là 1,5 – 2m Hiệu quả xử lý nước thải theo tiêuchuẩn BOD đạt 90% Dùng cho các trạm xử lý nước thải có công suất dưới 1000

m3/ngđ

IV.2.1.b Bể lọc sinh học cao tải

Bể lọc sinh học cao tải có cấu tạo và quản lý khác với bể lọc sinh học nhỏgiọt , nước thải tưới lên mặt bể nhờ hệ thống phân phối phản lực Bể có tải trọng 10 –

20 m3 nước thải / 1m2 bề mặt bể /ngđ Nếu trường hợp BOD của nước thải quá lớnngười ta tiến hành pha loãng chúng bằng nước thải đã làm sạch Bể được thiết kế chocác trạm xử lý dưới 5000 m3/ngđ

IV.2.2 Bể hiếu khí bùn hoạt tính – Bể Aerotank

Là bể chứa hổn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào bể đểtrộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinhvật oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóngvai trò là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thànhcác bông cặn gọi là bùn hoạt tính Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền(BOD) và chất dinh dưỡng (N , P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơkhông hoà tan và thành các tế bào mới Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gianlưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể không đủ làmgiảm nhanh các chất hữu cơ do đó phải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đã lắngxuống đáy ở bể lắng đợt 2, bằng cách tuần hoàn bùn về bể Aerotank để đảm bảonồng độ vi sinh vật trong bể Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bể nén bùn hoặc cáccông trình xử lý bùn cặn khác để xử lý Bể Aerotank hoạt động phải có hệ thống cungcấp khí đầy đủ và liên tục

IV.2.3 Quá trình xử lý sinh học kỵ khí - Bể UASB

IV.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 chất hữu cơ cótrong nước thải trong điều kiện không có oxy để tạo ra sản phẩm cuối cùng là khí CH4

và CO2 (trường hợp nước thải không chứa NO3- và SO42-) Cơ chế của quá trình nàyđến nay vẫn chưa được biết đến một cách đầy đủ và chính xác nhưng cách chung, quátrình phân hủy có thể được chia ra các giai đoạn như sau:

20

-VẬT CHẤT HƯU CƠ

PROTEINS HYDROCARBON LIPIDS

ACID AMIN / ĐƯỜNG ACID BÉO ACETATE / H2

KHUẨN

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, nó chỉ giảmtrong giai đoạn methane hóa Sinh khối mới được tạo thành liên tục trong tất cả cácgiai đoạn

Trong một hệ thống vận hành tốt, các giai đoạn này diễn ra đồng thời và khôngcó sự tích lũy quá mức các sản phẩm trung gian Nếu có một sự thay đổi bất ngờ nàođó xảy ra, các giai đoạn có thể mất cân bằng Pha methane hóa rất nhạy cảm với sựthay đổi của pH hay nồng độ acid béo cao Do đó, khi vận hành hệ thống, cần chú ýphòng ngừa những thay đổi bất 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 được trạng tháicân bằng động của quá trình theo 4 pha đã nêu trên Muốn vậy trong bể xử lý phảiđảm bảo các yếu tố sau:

Chất dinh dưỡng

Cần đủ chất dinh dưỡng theo tỷ lệ COD:N:P = (400÷1000):7:1 để vi sinh vậtphát triển tốt, nếu thiếu thì bổ sung thêm Trong nước thải sinh hoạt thường có chứacác chất dinh dưỡng này nên khi kết hợp xử lý nước thải sản xuất và nước thải sinhhoạt thì không cần bổ sung thêm các nguyên tố dinh dưỡng

Đối với LCFA, IC50 = 500÷1250 mg/l.

Kim loại nặng

Một số kim loại nặng (Cu, Ni, Zn…) rất độc, đặc biệt là khi chúng tồn tại ởdạng hòa tan IC50 = 10÷75 mg Cu2+ tan/l Trong hệ thống xử lý kỵ khí, kim loại nặngthường được loại bỏ nhờ kết tủa cùng với carbonate và sulfide

Ngoài ra cần đảm bảo không chứa các hóa chất độc, không có hàm lượng quámức các hợp chất hữu cơ khác

IV.2.3.2 Bể UASB

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

Các bọt khí mêtan và cacbonic nổi lên trên được thu bằng các chụp khí để dẩn

-Hệ thống xử lý sinh học từng mẻ bao gồm đưa nước thải vào bể phản ứng vàtạo các điều kiện cần thiết như môi trường thiếu khí (không có oxy, chỉ có NO3-), kịkhí (không có oxy), hiếu khí (có oxi, NO3-) để cho vi sinh tăng sinh khối, hấp thụ vàtiêu hóa các chất thải hữu cơ trong nước thải.

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

Quy trình hoạt động của hệ thống xử lý sinh học từng mẻ đơn giản, bao gồmcác chuỗi chu kỳ như sau:

• Nạp nước thải vào bể phản ứng

• Vừa nạp vừa tạo môi trường thiếu khí hay kị khí

• Vừa nạp vừa tạo điều kiện cho vi sinh xử lý chất thải hữu cơ

• Xử lý tách loại chất ô nhiễm hữu cơ , nitơ, photpho bằng vi sinh

• Để lắng, tách lớp bùn

• Gạn lấy nước sạch đã xử lý

• Lập lại chu kỳ mới

Hệ thống xử lý sinh học từng mẻ có những đặc trưng cơ bản sau đây

• Cho phép thiết kế hệ đơn giản với các bước xử lý cơ bản theo quytrình “từng mẻ”

• Khoảng thời gian cho mỗi chu kỳ có thể điều chỉnh được và làmột quy trình có thể điều khiển tự động bằng PLC

• Hiệu quả xử lý có độ tin cậy cao và độ linh hoạt

• Công nghệ kỹ thuật cao, lập trình được và khả năng xử lý vượtmức hứa hẹn và là quy trình xử lý bằng vi sinh đầy triển vọng trong tương lai

Quá trình hoạt động của bể được chia làm 4 giai đoạn chính tạo nên một chu kỳ của bể sinh học từng mẻ

a Giai đoạn làm đầy

b Giai đoạn phản ứng oxy hóa sinh hóa

c Giai đoạn lắng

d Dẫn nước sau xử lý ra, lấy bớt bùn và để lại 25%

Các quá trình hoạt động chính trong bể sinh học từng mẻ gồm :

Quá trình sinh học hiếu khí dùng để khử BOD : bởi sự tăng sinh khối của quần

thể vi sinh vật hiếu khí được tăng cường bởi khuấy trộn và cung cấp oxy, tạo điều kiệnphản ứng ở giai đoạn (b)

Quá trình sinh học hiếu khí , kị khí dùng để khử BODcacbon, kết hợp khử nitơ,photpho : bởi sự tăng sinh khối của quần thể vi sinh vật hiếu khí, kị khí Tăng cườngkhuấy trộn cho quá trình kị khí, khuấy trộn và cung cấp oxy cho quá trình hiếu khí,khuấy trộn cho quá trình hiếu khí, tạo điều kiện phản ứng cho giai đoạn (b)

Sơ đồ quy trình phản ứng trong sinh học từng mẻ có kết hợp khử N, P

Giai đoạn 3 : xảy ra quá trình nitrat hóa và oxy hóa chất hữu cơ

Giai đoạn 4 : xảy ra quá trình khử nitrat

Đây là quá trình tổng hợp có hiệu quả kết hợp khử BOD cacbon và các chấthữu cơ hòa tan N, P Trong quá trình khử N có thể tăng cường nguồn cacbon bênngoài bằng Metanol ở giai đoạn 4 Tuy nhiên với thành phần và tính chất nước thảichế biến thủy sản giàu cacbon hữu cơ và chất dinh dưỡng trong quá trình oxy hóanên không cần sử dụng thêm hóa chất phụ trợ

(3)Aerobic(khuấy+O2)

(4)Anoxic(Tắt O2+khuấy)

(5)Lắng

(6)Tách nướcXã bùnGiai đoạn (b)

Các quá trình sinh học trên diễn ra trong bể với sự tham gia của các vi sinhvật trong quá trình oxy hóa chất hữu cơ, đặc biệt là có sự tham gia của hai chủngloại Nitrosomonas và Nitrobacter trong quá trình nitrat hóa và khử nitrat kết hợp.

Ph n ba ầ

Ph n ba ầ

PHÂN TÍCH NHỮNG VẤN ĐỀ LIÊN QUAN

ĐẾN NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY TRÁCH NHIỆM HỮU HẠN XUẤT NHẬP KHẨU Á CHÂU

I Nguồn cung cấp nước:

Nguồn cấp nước cho hoạt động của nhà máy từ nguồn nước giếng khoan tại nhàmáy, được xử lý đạt tiêu chuẩn 93/83 EEC trước khi đưa vào sử dụng bao gồm: nướcchế biến, rửa sản phẩm, cọ rửa dụng cụ tiếp xúc sản phẩm, rửa tay công nhân, … lượng

II Nguyên liệu và phụ liệu:

Nguyên liệu và phụ liệu chính để phục vụ cho quá trình sản xuất và chế biến củanhà máy chủ yếu là các loại hải sản bán thành phẩm, chủng loại và số lượng được thểhiện ở bảng sau

Tất cả các loại nguyên liệu cũng như phụ liệu sau khi nhập về nhà máy, tùy theomỗi loại nguyên liệu mà có kho chứa và bảo quản riêng

26

-III Dây chuyền sản xuất:

Giải thích quy trình: Nguyên liệu đầu vào bao gồm các loại cá nục, cá trích, thịt

ghẹ đã qua sơ chế (cá đã được cắt đầu, đuôi và làm sạch ruột, ghẹ đã được tách thịt) saukhi chở đến nhà máy được rửa thật sạch, đối với cá thì phân loại, sau đó đem hấp chín.Riêng đối với thịt ghẹ, sau khi hấp chín được tuyển lựa nhằm loại bỏ các mảnh xươngghẹ còn sót lại Sau đó cho vào lon, chiết rót gia vị hoặc sauce cà (tùy loại), ghép mí,thanh trùng Để nguội một thời gian, sau cùng sản phẩm được dán nhãn và đóng góitrong bao bì cacton thích hợp, đưa và kho thành phẩm bảo quản

IV Các nguồn nước thải:

Tiếp nhận và tồn trữ nguyên liệu

Rửa sạch và phân loại

IV.1 Nước thải quy ước sạch:

Là nước mưa chảy tràn trên toàn bộ diện tích khuôn viên của nhà máy Chấtlượng nước thải này phụ thuộc vào độ trong sạch của khí quyển tại khu vực đang xét vàđặc điểm mặt bằng rửa trôi Theo phương án bố trí mặt bằng của nhà máy thì các khuvực sân bãi và đường giao thông nội bộ đều được trãi nhựa hoặc lót bằng dal bêtông cốtthép, không để hàng hố hoặc rác rác rưỡi tích tụ lâu ngày trên khu vực sân bãi Do đó,khi nước mưa chảy tràn qua các khu vực này có mức độ ô nhiễm không đáng kể vàđược xem là nước thải “quy ước sạch” Cùng với nước mưa thu gom từ các mái của cáckhu nhà xưởng của nhà máy được tập trung lại bằng các hố ga, sau đó đưa đến hệ thốngcấp thốt nước của khu vực mà không cần phải xử lý

IV.2 Nước thải nhiễm bẩn do sản xuất

Là các loại nước sau khi sử dụng được thải bỏ ở các khâu sản xuất Với các loạisản phẩm và công nghệ sản xuất hiện đang hoạt động, nhà máy đã sử dụng một lượngnước nhất định trong dây chuyền sản xuất, để phục vụ cho quá trình sản xuất nướcđược dùng trong các công đoạn sau:

- Nước sử dụng cho rửa nguyên liệu bán thành phẩm

- Nước sử dụng cho vệ sinh công nghiệp như: vệ sinh khử trùng nhà xưởng,thiết bị dụng cụ chế biến

Lượng nước sử dụng cho hoạt động sản xuất của nhà máy vào khoảng 30

(Nguồn: Phòng thử nghiệm chất lượng – tháng 8 năm 2005)

IV.3 Nước thải nhiễm bẩn do sinh hoạt

Là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho mục đích sinh hoạt của công nhân

28

-các chất hữu cơ, chất cặn bã, -các chất dinh dưỡng và -các vi sinh vật với chỉ tiêu đặctrưng được trình bày trong bảng

(Nguồn: CEFINEA – Đề tài KT42 – 2002)

V Biện pháp giảm thiểu ô nhiễm nước tạm thời:

V.1 Nước thải sản xuất

Với công nghệ và công suất sản xuất của nhà máy sẽ phát sinh lượng nước thải

đầu vào như đã trình bày ở phần trên

Yêu cầu xử lý đạt mức B theo TCVN 5945 – 1995 (tự thấm và dùng cho mụcđích tưới tiêu trên hệ thống ao sinh học tuần hoàn)

Sơ đồ quy trình công nghệ

Giải thích quy trình:

Toàn bộ nước thải nhiễm bẩn phát sinh trong quá trình sản xuất được dẫn tậptrung trên hệ thống cống thốt nước thải riêng của nhà máy

Đầu tiên nước thải được tách vật rắn thô tại lưới chắn rác, sau đó được đưa vào

bể phân hủy kỵ khí Đặc điểm của xử lý bằng phương pháp xử lý kỵ khí bắt buộc là đểlắng và phân hủy cặn bằng phương pháp sinh hố tự nhiên dựa trên cơ sở sống và hoạtđộng của vi sinh vật kỵ khí Các chất thải và nước thải qua hầm ủ, do điều kiện thiếuoxy và nhiệt độ tương đối cao nên phần lớn các vi trùng gây bệnh bị tiêu diệt và hàm

Song chắn

yếm khí

Bể lắngNước thải

Hệ thống mươngsinh học tuần hoànSân phơi bùn

lượng BOD5 giảm khoảng 70 – 80%, thời gian lưu trong hầm là 15 – 20 ngày Với

BOD sau khi nước thải ra khỏi hầm ủ vào khoảng 130 – 150 mg/l

Bể ủ yếm khí ống thoát khí

Sau đó nước thải tiếp tục được đưa vào hệ thống mương sinh học tuần hoàn.Trên hệ thống mương này bố trí các guồng sục khí để nước thải được tiếp tục làm sạchbởi các vi sinh vật hiếu khí Mặt khác bố trí trồng cỏ vetiver và lục bình trên hệ thốngmương này sẽ gia tăng quá trình khử BOD và hấp thụ N, P có trong nước thải làm hạnchế sự phát sinh của tảo Theo các thí nghiệm nghiên cứu khả năng xử lý ô nhiễm hữu

cơ của cỏ vetiver và lục bình (đề tài nghiên cứu năm 2002 – 2004 của Sở Khoa học vàCông nghệ tỉnh Tiền Giang) thì cỏ vetiver có khả năng xử lý ô nhiễm với tải trọng nạpBOD là 60 kg/ha/ngày, và khả năng của lục bình là 30 kg/ha/ngày Sau khi nước thải ra

trọng BOD hàng ngày là 4,5 kg Như vậy, để dùng lục bình xử lý nước thải có nồng độ

diện tích bề mặt mương sẽ giảm nếu như kết hợp trồng có vetiver với lục bình Tuynhiên với điều kiện diện tích đất của công ty còn rộng và sự phổ biến của lục bình nêncông ty chỉ cho trồng lục bình trên hệ thống mương này

tích đất mặt còn lại dùng trồng cây ăn trái) Với diện tích này đủ khả năng để xử lýnước thải của nhà máy thải ra sau khi đã qua hầm ủ yếm khí Nước thải sau khi xử lýđược dùng tưới cho vườn cây ăn trái

30

-V.2 Nước thải sinh hoạt

Do tính chất và thành phần của loại nước thải này khác so với nước thải sảnxuất, do đó không thể nhập chung 2 nguồn này rồi dẫn vào hệ thống xử lý nước thảichung của toàn nhà máy Nước thải sinh hoạt từ các khu vệ sinh được xử lý bằng bể tựhoại ba ngăn yếm khí tự thấm Với loại bể này hiệu quả xử lý khoảng 50 – 60%

Hệ thống mương sinh học tuần hoàn

Ao trồng lục

bình