Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý thành phần hữu cơ bằng công nghệ giá thể chuyển động PVA-GEL trong nước thải chế biến thủy sản

Header Page of 126 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHẠM THỊ ÁI KIỀU NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ THÀNH PHẦN HỮU CƠ BẰNG CÔNG NGHỆ GIÁ THỂ CHUYỂN ĐỘNG PVA-GEL TRONG NƢỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng Mã số: 60.53.02.20 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Đà Nẵng - Năm 2017 Footer Page of 126 Header Page of 126 Công trình hoàn thành TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS ĐỖ VĂN MẠNH Phản biện 1: PGS TS Đinh Thị Phƣơng Anh Phản biện 2: TS Đặng Quang Vinh Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật môi trường họp Đại học Bách khoa vào ngày 29 tháng 12 năm 2016 Có thể tìm hiểu luận văn tại:  Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng  Thư viện Khoa Môi trường, trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng Footer Page of 126 Header Page of 126 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngành công nghiệp chế biến thủy (CBTS) phát triển mạnh quốc gia có diện tích bề mặt nước lớn Các hoạt động sơ chế chế biến sản phẩm thường phát sinh lượng nước thải lớn (cá da trơn: 5-7 m3/tấn sản phẩm (sp); tôm đông lạnh: 4-6 m3/tấn sp; surimi: 20-25 m3/tấn sp; thuỷ sản đông lạnh hỗn hợp: 4-6 m3/tấn sp với lưu lượng không ổn định có thay đổi theo mùa khai thác chủng loại sản phẩm chế biến [3] Thành phần chất ô nhiễm chủ yếu chất hữu dễ phân hủy dạng mảnh vụn nhỏ lơ lửng (TSS), dạng phân tán nhỏ keo (BOD COD) chất dinh dưỡng (N,P) Nếu biện pháp xử lý kiểm soát thỏa đáng gây ô nhiễm đến nguồn tiếp nhận nước biển ven bờ ô nhiễm mùi trình phân hủy chất hữu [14], [15] Một số tác động đặc trưng ngành chế biến thuỷ sản gây ảnh hưởng đến môi trường sau: (1) Ô nhiễm không khí: mùi hôi phát sinh từ việc lưu trữ phế thải trình sản xuất, khí thải từ máy phát điện dự phòng Trong nguồn ô nhiễm không khí, mùi vấn đề nhà máy chế biến thủy sản (2) Chất thải rắn phát sinh chủ yếu từ trình chế biến bao gồm loại đầu vỏ tôm, vỏ nghêu, da/mai mực, nội tạng mực cá, (3) Nước thải sản xuất chế biến thủy sản chiếm 85-90% tổng lượng nước thải, chủ yếu từ công đoạn: rửa xử lý nguyên liệu, chế biến, hoàn tất sản phẩm, vệ sinh nhà xưởng dụng cụ, thiết bị, nước thải sinh hoạt Thực tiễn quản lý nước thải nhà máy CBTS cho thấy: với quy mô sản xuất nhỏ với lượng nước thải có khoảng dao động Footer Page of 126 Header Page of 126 lớn nồng độ, tải lượng thành phân dinh dưỡng cao, việc trì ổn định trình sinh hóa nhiều bậc (kỵ khí, hiếu khí, thiếu khí) gặp nhiều khó khăn Trong khoảng 20 năm trở lại đây, Việt Nam nằm tốp 10 thể giới xuất thủy sản Đi đôi với thành tích xuất Việt Nam phải đối mặt vấn đề ô nhiễm môi trường ngành sản xuất gây Việc xử lý nước thải ngành chế biến thủy sản nhiều hạn chế có nhiều trở ngại chưa có chủ chương đầu tư nhiều điểm công nghệ chưa thể đáp ứng việc xử lý thành phần gây ô nhiễm Từ tồn xin đề xuất đề tài: “Nghiên cứu đánh giá hiệu xử lý thành phần hữu công nghệ giá thể chuyển động PVA Gel nước thải chế biến thủy sản” để có sở áp dụng cho hệ thống xử lý nước thải thực tế Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá khả loại bỏ thành phần hữu nước thải chế biến thủy sản công nghệ giá thể chuyển động PVA gel Khảo sát mức tải trọng khác để xác định hiệu xử lý thành phần hữu nước thải chế biến thủy sản công nghệ giá thể chuyển động PVA gel mô hình m3/ngđ - Tổng hợp đánh giá khả ứng dụng nhân rộng mô hình để xử lý nước thải giàu hữu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Nước thải chế biến cá đóng hộp Công ty TNHH Đồ hộp Hạ Long – Đà Nẵng; Lô C3-4, C3-5, Khu công nghiệp Thủy sản Thọ Quang, phường Thọ Quang, quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng - Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu qua công đoạn xử lý thành phần hữu bể PVA gel mô hình công suất m3/ngày.đêm Footer Page of 126 Header Page of 126 cho xử lý nước thải chế biến thủy sản Công ty TNHH Đồ hộp Hạ Long – Đà Nẵng Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp điều tra khảo sát thực địa - Phương pháp lấy mẫu trường - Phương pháp phòng thí nghiệm - Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia - Phương pháp mô hình thực nghiệm - Phương pháp luận - Phương pháp xử lí số liệu so sánh - Phương pháp kế thừa Ý nghĩa khoa học thực tiển - Ý nghĩa khoa học: Chứng minh hiệu xử lý thành phần hữu nước thải công nghệ giá thể chuyển động PVA gel, khả ứng dụng công nghệ vào thực tế để xử lý nước thải chế biến thủy sản Việt Nam - Ý nghĩa thực tiễn: + Kết nghiên cứu, sở cho việc triển khai công nghệ giá thể chuyển động PVA gel vào trình xử lý nước thải chế biến thủy sản Việt Nam + Hiệu công nghệ giúp cho trình vận hành xử lý nước thải đơn giản hơn, tiết kiệm chi phí nâng cao hiệu xử lý thành phần ôi nhiễm + Góp phần vào nâng cao chất lượng công nghệ, bắt kịp với trình độ công nghệ cao giới cải thiện chất lượng nước xả vào thủy vực tiếp nhận Bố cục đề tài Bố cục đề tài có cấu trúc sau: Mở đầu Footer Page of 126 Header Page of 126 Chương 1: Tổng quan Chương 2: Đối tượng, nội dung phương pháp nghiên cứu Chương 3: Kết thảo luận Kết luận kiến nghị Danh mục tài liệu tham khảo Quyết định giao đề tài luận văn Phụ lục Tổng quan tài liệu nghiên cứu Có tất 16 tài liệu phục vụ công việc nghiên cứu bao gồm giáo trình nghị định, định, thông tư, tài liệu có liên quan Chƣơng - TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nƣớc thải thủy sản 1.1.1 Ngành chế biến thủy sản a) Giới thiệu chung [16] Ngành chế biến thủy sản phát triển thành ngành kinh tế mũi nhọn ngành sản xuất hàng hóa lớn, đầu hội nhập kinh tế quốc tế Với tăng trưởng nhanh hiệu quả, thủy sản đóng góp tích cực chuyển đổi cấu kinh tế nông nghiệp, nông thôn, đóng góp hiệu cho công xóa đói, giảm nghèo, giải việc làm cho triệu lao động, nâng cao đời sống cho cộng đồng dân cư khắp vùng nông thôn, ven biển, đồng bằng, trung du, miền núi…, đồng thời góp phần quan trọng bảo vệ an ninh quốc phòng vùng biển đảo Tổ quốc.Mặc dù thói quen người Việt Nam chủ yếu sử dụng sản phẩm thủy sản tươi sống bữa ăn hàng ngày, từ năm 2001 đến nay, sản phẩm thủy sản qua chế biến tiêu thụ nội địa không ngừng tăng lên, từ 277 ngàn năm 2001 đến 680 ngàn năm 2010, đạt tốc độ tăng trưởng bình quân 10.5%/năm Sản phẩm thủy sản chế biến ngày Footer Page of 126 Header Page of 126 đa dạng chủng loại, chất lượng ngày nâng cao, giá bán ngày cao Số lượng DN CBTS nội địa tăng nhanh cấu chế biến truyền thống CBTS đông lạnh thay đổi để thích nghi với thay đội nhu cầu thị trường nội địa Hầu hết DN CBTS XK vừa tập trung chế biến XK vừa kết hợp dây chuyên sản xuất chế biến mặt hàng tiêu thụ nội địa b) Tiềm ngành công nghiệp chế biến thủy sản Đà Nẵng [1] Đà Nẵng số 28 thành phố ven biển nước số 14 tỉnh, thành phố có bờ biển khu vực miền Trung, có 6/8 quận, huyện thành phố tiếp giáp với biển, có huyện đảo Hoàng Sa Thành phố có 92 km bờ biển Đây điều kiện thuận lợi cho Đà Nẵng phát triển ngành công nghiệp khai thác chế biến thủy sản Đà Nẵng có nguồn tài nguyên biển nằm ngư trường trọng điểm miền Trung, với trữ lượng nguồn lợi thủy sản khoảng 1.140.000 tấn, chiếm 43% tổng trữ lượng nước, gồm 670 giống, loài, hải sản có giá trị kinh tế cao 110 loài 1.1.2 Một số quy trình sản xuất nguồn ô nhiễm đặc trưng ngành chế biển thủy sản [2], [7] a) Quy trình chế biến thủy hải sản đông lạnh b) Công nghệ sản xuất tôm hấp cấp đông c) Quy trình chế biến Surimi d) Quy trình chế biến cá đóng hộp 1.1.3 Các vấn đề môi trường ngành chế biến thủy sản [12] a) Tính chất thành phần nước thải Nước thải ngành chế biến thủy sản nguồn nước thải từ nước rửa nguyên liệu, sơ chế nguyên liệu, chế biến sản phẩm, Footer Page of 126 Header Page of 126 nguồn nước vệ sinh nhà xưởng sản xuất, nước rửa máy móc thiết bị, dụng cụ sản xuất phân xưởng nhà máy chế biến thủy sản với thành phần sau: BOD5 khoảng 800 - 2.000 mg/l, có lúc đạt đến 4.500 mg/l COD khoảng 1.000 - 2.500 mg/l, có lúc đạt đến 5.000 mg/l, chất rắn lơ lửng (SS) khoảng 300 – 600 mg/l, nitơ tổng số (Nt) khoảng 100 - 150 mg/l, photpho tổng số (Pt) khoảng 20 - 50 mg/l, đặc biệt vi sinh Coliforms thường lớn 1.105 MPN/100 ml, với lưu lượng khoảng 20 - 35 m3/tấn sản phẩm, nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng cần phải xử lý đáp ứng quy chuẩn môi trường quy định Bảng 1.1 Thành phần nước thải chế biến thủy sản Nồng độ Đơn vị Tôm đông lạnh Cá da trơn (tra-basa) Thủy sản đông lạnh hỗn hợp pH - 6.5 – 6,5 – 5.5 – SS mg/l 100 – 300 500 – 1,200 50 – 194 BOD5 mg/l 500 – 1,500 500 – 1,500 391 – 1,539 COD mg/l 800 – 2,000 800 – 2,500 694 – 2,070 T-N mg/l 50 – 200 100 – 300 30 – 100 T-P mg/l 10 – 120 50 – 100 – 50 Dầu mỡ mg/l - 250 – 830 2.4 – 100 Chỉ tiêu Nguồn: Tổng cục Môi trường Việt Nam,2009; b) Lưu lượng Trong trình chế biến thủy sản, khác biệt nguyên liệu thô sản phẩm cuối liên quan đến khác trình sản xuất, dẫn đến tiêu thụ nước khác (cá da trơn – m3/tấn sản phẩm; tôm đông lạnh, thủy sản đông lạnh hỗn hợp – m3/tấn sản phẩm; surimi 20 – 25 m3/tấn sản phẩm) Footer Page of 126 Header Page of 126 Nhìn chung, nước thải CBTS thường có thành phần ô nhiễm vượt tiêu chuẩn thải cho phép nhiều lần Trong đó, lưu lượng nước thải tính đơn vị sản phẩm lớn, thường từ 30 – 80 m3 nước thải cho sản phẩm 1.1.4 Các tác động nước thải thủy sản đến môi trường [11], [12] Ô nhiễm không khí: Mùi hôi phát sinh từ việc lưu trữ phế thải trình sản xuất Trong nguồn ô nhiễm không khí, mùi vấn đề nhà máy chế biến thủy sản Chất thải rắn phát sinh chủ yếu từ trình chế biến bao gồm loại đầu vỏ tôm, vỏ ngêu, da/mai mực, nội tạng mực cá, … Nước thải sản xuất chế biến thủy sản chiếm 85 – 90% tổng lượng nước thải, chủ yếu từ công đoạn: rửa xử lý nguyên liệu, chế biến, hoàn tất sản phẩm, vệ sinh nhà xưởng dụng cụ, thiết bị, nước thải sinh hoạt Trong nguồn phát sinh ô nhiễm , nước thải nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường phát sinh thể tích nước thải lớn với nồng độ ô nhiễm cao không xử lý thích hợp 1.2 Phƣơng pháp xử lý nƣớc thải thủy sản [4], [9] 1.2.1 Xử lý nước thải phương pháp học Xử lý học khâu sơ chuẩn bị cho xử lý sinh học Song nhiều trường hợp nước thải khâu độc lập Bằng phương pháp sử dụng để tách tạp chất không hòa tan phần chất dạng keo khỏi nước thải Phương pháp xử lý học sử dụng để tách chất không hòa tan phần chất dạng keo khỏi nước thải Các công trình xử lý học bao gồm: Song chắn rác lưới chắn rác Song chắn rác lưới chắn rác, có chức chắn giữ Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 rác bẩn thô (giấy, rau, cỏ rác ) nhằm đảm bảo cho máy bơm, công trình thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định Theo cách thức làm thiết bị chắn rác ta chia làm loại : loại làm tay, loại làm giới Bể điều hòa Là đơn vị dùng để khắc phục vấn đề sinh biến dộng lưu lượng tải lượng dòng vào, đảm bảo hiệu cá công trình xử lý sau, đảm bảo đầu sau xử lý, giảm chi phí kích thước thiết bị sau Bể lắng cát Bể lắng cát dùng để tách chất bẩn vô có trọng lượng riêng lớn nhiều so với trọng lượng riêng nước như: cát, sỏi, mảnh thủy tinh, mảnh kim loại, tro, than vụn nhằm bảo vệ thiết bị khí dễ bị mài mòn, giảm cân nặng công đoạn xử lý sau Cát từ bể lắng đưa phơi khô sân phơi cát khô thường sử dụng lại cho mục đích xây dựng Bể lắng Lắng phương pháp đơn giản để tách chất bẩn không hòa tan khỏi nước thải Chất lơ lửng nặng từ từ lắng xuống đáy, chất lơ lửng nhẹ lên mặt nước Dùng thiết bị thu gom vận chuyển chất baanre lắng nổi(ta gọi cặn) tới công trình xử lý cặn Bể vớt dầu mỡ Bể vớt dầu mỡ thường áp dụng xử lý nước thải có chứa dầu mở (nước thải công nghiệp), nhằm tách tạp chất nhẹ Đối với thải sinh hoạt làm lượng dầu mở không cao việc vớt dầu mở thực bể lắng nhờ thiết bị gạt chất Bể Lọc Lọc ứng dụng để tách tạp chất phân tán có kích thước Footer Page 10 of 126 Header Page 13 of 126 11 đặt Công ty TNHH Đồ Hộp Hạ Long – Đà Nẵng 2.2 Nội dung nghiên cứu 2.2.1 Khảo sát đánh giá hệ thống xử lý nước thải Công ty TNHH Đồ hộp Hạ Long – Đà Nẵng Khảo sát, điều tra hệ thống thu gom nước thải, công nghệ xử lý nước thải Công ty TNNHH Đồ hộp Hạ Long – Đà Nẵng Khảo sát, điều tra số liệu tính chất thành phần nước thải phát sinh từ trình chế biến cá đóng hộp Công ty TNNHH Đồ hộp Hạ Long – Đà Nẵng Thực công tác lấy mẫu trường: Trình tự công việc cụ thể thể sau: + Thời gian quan trắc ngày 01/03/2016 đến ngày 30/03/2016: 08 đợt: Đợt 1: 01/03/2016; Đợt 2: 04/03/2016; Đợt 3: 08/03/2016; Đợt 4: 11/03/2016; Đợt 5: 18/03/2016; Đợt 6: 15/03/2016; Đợt 7: 24/03/2016; Đợt 8: 30/03/2016 + Tiến hành lấy mẫu tổ hợp 04 vị trí khác hệ thống xử lý nước thải: Nước thải đầu vào, sau bể điều hòa, sau bể aeroten sau bể lắng Mẫu tổ hợp lấy tổng 03 mẫu đơn lấy thời điểm khác ngày, mẫu đơn lấy cách 120 phút Vị trí lấy mẫu Hình 2.3 + Các thời điểm lấy mẫu lựa chọn sau: 30 phút sáng (nước thải phát sinh thời điểm nhà máy sơ chế nguyên liêu) 30 phút sáng (nước thải phát sinh thời điểm nhà máy làm mát sau trình hấp nguyên liệu) 11 00 phút sáng (kết thúc ca làm việc buổi sáng, có nước thải phát sinh từ trình rửa, dọn dẹp) + Vị trí lấy mẫu trình bày Hình 2.3 Footer Page 13 of 126 Header Page 14 of 126 12 2.2.2 Khảo sát ảnh hưởng tải trọng hữu đến hiệu xử lý bể Gel mô hình thực nghiệm Hệ thống thực nghiệm quy mô pilot có công suất thiết kế m3/ngđ lắp đặt khu xử lý nước thải Công ty TNNHH Đồ hộp Hạ Long – Đà Nẵng, KCN DVTS Thọ Quang Đà Nẵng, xem Hình 2.4 a) Nghiên cứu mô hình bể GEL – Giai đoạn chưa bổ sung vật liệu giá thể chuyển động PVA Thời gian vận hành mô hình kéo dài từ ngày 04/04/2016 đến ngày 04/05/2016 Tổng thời gian vận hành mô hình giai đoạn 30 ngày Thông số vận hành mô hình bể GEL – Giai đoạn chưa bổ sung vật liệu giá thể chuyển động PVA gel Bảng 2.3 Hệ thống dây chuyền công nghệ chế tạo đồng cung cấp Công ty Hiyoshi, Osaka, Nhật Bản, xem Hình 2.5 Toàn mô hình dược mô phỏng, xem Hình 2.7 Bảng 2.3 Thông số vận hành mô hình bể Gel – Giai đoạn chưa bổ sung vật liệu giá thể chuyển động PVA gel TTT Chế độ thực nghiệm Thông số Lưu lượng m /d 0,8-1,0 BOD đầu vào mg/l 1000-3000 Tải trọng BOD đầu vào kg/m3 2-2,5 Thể tích bể bùn hoạt tính m Tải trọng BOD theo thể tích bể Gel kg/m3/ngđ ~1 pH - DO bể PVA gel mg/l Sau bể tách dầu Vị trí lấy mẫu sau bể Aerotank Duy trì MLSS mg/l 10 Thông số đánh giá - Footer Page 14 of 126 7,5 4,5-5 2000-2500 BOD5 13 Header Page 15 of 126 Giai đoạn khởi động hệ thống chưa có hạt PVA gel tiến hành dựa điều kiện thực nghiệm liệt kê Bảng 2.3 Để thực nghiên cứu bố trí thời gian thực nghiệm 30 ngày, vị trí lấy mẫu để đánh giá mô Hình 3.6 Bùn hoạt tính lấy bể lắng hệ thống xử lý nước thải Công ty TNHH Đồ hộp Hạ Long với mật độ vi sinh vật đảm bảo mức MLSS khoảng 2000-2500 mg/l Thông số MLSS theo dõi đo hàng ngày, Thông số pH điều chỉnh mức giá trị 7,5 hệ cảm biến gắn bể gắn với hệ điều chỉnh bơm định lượng Tương tự thông số ôxy hòa tan (DO) điều chỉnh hệ thống cảm biến pH Lấy mẫu Lấy mẫu Nước thải vào Bể Gel Tách cặn, Lắng Lắng Nước xử lý Tách dầu Hồi lưu bùn Bùn thải Hình 3.6 Vị trí lấy mẫu trình thực nghiệm giai đoạn chưa bổ sung vật liệu giá thể chuyển động PVA Để trì hệ bơm cấp cho hệ thống điều chỉnh 02 bơm có thông số thiết kế 100-250 l/h b) Nghiên cứu giai đoạn khởi động mô hình bể GEL – Bổ sung vật liệu giá thể PVA gel Thời gian khởi động mô hình kéo dài từ ngày 05/05/2016 đến ngày 03/06/2016: 30 ngày Thông số khởi động mô hình bể GELxem Bảng 2.4 Footer Page 15 of 126 14 Header Page 16 of 126 Việc theo dõi thí nghiệm phân tích đánh giá khả xử lý đưa hạt PVA gel (Hình 2.8 trang ) tiến hành với tần suất thời gian mục a c) Nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng hữu nước thải chế biến thủy sản đến hiệu xử lý hữu bể Gel Sau thời gian thích nghi với nước thải mô hình thí nghiệm sử dụng để đánh giá hiệu xử lý thành phần hữu bể Gel ứng với tải trọng khác Thời gian khởi động mô hình kéo dài từ ngày 06/06/2016 đến ngày 18/09/2016 Thông số vận hành mô hình bể Gel xử lý thành phần hữu nước thải chế biến thủy sản đưa Bảng 2.5 Bảng 2.5 Chế độ thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng hữu TT Thông số Lưu lượng BOD đầu vào Tải trọng BOD đầu vào Thể tích bể Gel Tải trọng BOD theo thể tích bể Gel Thể tích lớp vật liệu giá thể PVA pH bể Gel DO bể Gel Vị trí lấy mẫu 10 Thông số đánh giá Footer Page 16 of 126 Đơn vị tính Chế độ thực nghiệm Ngày 1-15 Ngày 16-30 Ngày 31-45 Ngày 46-60 Ngày 61-75 m3/ngày mg/l 0,8 1,2 1,6 1000-3000 2 4 kg/ng 2,5-2,8 3,7-4,1 5,4-5,9 m3 2 2 1,2-1,6 1,8-2,3 2,2-2,7 4,6-5,3 kg/m3/ng 0,9-1,4 6,4-7,2 13,2-14,0 m3 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 mg/l 7,5 4,5-5 7,5 4,5-5 7,5 4,5-5 7,5 4,5-5 7,5 4,5-5 Nướ thải đầu vào bể Gel; Nước thải đầu bể Gel BOD5 Header Page 17 of 126 15 Để đánh giá hiệu suất loại bỏ thành phần hữu hiệu xử lý nước thải thủy sản bể Gel phải dựa vào kết nồng độ hữu đầu vào đầu bể gel 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.3.1 Phương pháp thu thập thông tin nghiên cứu tài liệu 2.3.2 Phương pháp điều tra khảo sát 2.3.3 Phương pháp lấy mẫu trường 2.3.4 Phương pháp phòng thí nghiệm 2.3.5 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: thiết lập mô hình thực nghiệm 2.3.6 Phương pháp xử lí số liệu so sánh 2.3.7 Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia 2.3.8 Phương pháp kế thừa 2.3.9 Phương pháp luận Chƣơng - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết khảo sát nƣớc thải chế biến cá đóng hộp hệ thống xlnt Công ty TNNHH Đồ hộp Hạ Long – Đà Nẵng 3.1.1 Hệ thống xử lý nước thải Công ty TNNHH Đồ hộp Hạ Long - Đà Nẵng - Sơ đồ công nghệhệ thống xử lý nước thải công ty Công ty TNNHH Đồ hộp Hạ Long – Đà Nẵng, xem Hình 3.1 - Đánh giá chung trạng hệ thống xử lý nước thải Công ty TNNHH Đồ hộp Hạ Long – Đà Nẵng: + Hệ thống xử lý nước thải công ty thiết kế xử lý cho nồng độ chất hữu tính theo COD vào khoảng 500 - 1200 mg/l Tuy nhiên thực tế hệ thống thường xuyên chịu nồng độ hữu mức cao gấp chí đến lần (1500-3500 mg/l) + Về bể tách dầu cặn hư hỏng, xem Hình 3.2, Footer Page 17 of 126 Header Page 18 of 126 16 Công ty chưa khắc phục nên toàn lượng chất béo mỡ trình chế biến sản phẩm theo nước thải đưa xuống qua bể điều hòa nguyên nhân gây ức chế nhóm vi sinh vật bể aeroten Từ hệ thống thường xuyên xuất hiện tượng trương phồng bùn, qua tạo điều kiện cho nhóm vi khuẩn màng nhầy, dạng sợi phát triển cuối hệ thống hay gặp shock tải sinh bọt + Về lưu lượng nước thải nhà máy: theo số liệu cung cấp nhà máy cho thấy lượng nước thời điểm thời gian năm có chênh lệch rõ ràng (Bảng 3.1) Tại thời điểm năm 2014 lưu lượng thải nhỏ, nguyên nhân nhà máy dừng hoạt động ảnh hưởng suy thoái kinh tế giới, việc xuất dừng lại Nguồn nước thải chủ yếu hoạt động sinh hoạt ban lãnh đạo, số công nhân bảo vệ 3.1.2 Kết phân tích tính chất, thành phần hệ thống xử lý nước thải Công ty TNHH Đồ hộp Hạ Long – Đà Nẵng Kết phân tích nồng độ nước thải cá đóng hộp, xem Bảng 3.2 Thảo luận: Dựa vào Bảng 3.2 cho thấy cho thấy tính chất, thành phần phát sinh nước thải chế biến cá đóng hộp Công ty TNHH Đồ hộp Hạ Long – Đà Nẵng có đặc điểm sau: - Nước thải đầu vào Nhà máy có mức ô nhiễm cao không ổn định, phụ thuộc vào mùa cao điểm, nhà máy tăng cường sản xuất - Sau trình xử lý, chất lượng nước đầu thường cao giá trị cho phép theo QCVN 11:2008/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải thủy sản) Cụ thể sau: TSS vượt từ 3.4 – 3.7 lần BOD5 vượt từ 12.4 – 21.3 lần Footer Page 18 of 126 Header Page 19 of 126 17 COD vượt từ lần 11.1 – 19.9 lần N - NH4+ vượt từ 1.8 – 2.1 lần T-N vượt từ 2.5 – 2.7 lần T-P vượt từ 51.0 – 54.3 lần Dầu & mỡ vượt từ 7.5 – 8.3 lần Từ kết thể Bảng 3.1 nhận thấy giá trị COD (BOD5) nước thải đầu vào nhà máy khảo sát tương đối cao, dao động từ khoảng 2963 (2550) đến 3175 (2694) mg/l Qua ta thấy thành phần hữu cơ, ni tơ phốt nước thải nhà máy nhà máy Đồ hộp Hạ Long nằm mức cao Trong phải kể đến thành phần dinh dưỡng (nitơ photpho) có nồng độ cao so với số loại hình nước thải sản xuất khác Như thấy rõ thực trạng hệ thống xử lý nước thải Công ty TNHH Đồ hộp Hạ Long chưa đáp ứng yêu cầu xử lý nước thải nhà máy 3.2.1 Kết nghiên cứu mô hình bể Gel – Giai đoạn chưa bổ sung vật liệu giá thể chuyển động PVA gel Hiệu xử lý thành phần BOD5 giai đoạn chưa bổ sung giá thể PV Gel, thể Hình 3.7 Footer Page 19 of 126 18 BOD vào Nồng độ BOD, mg/l 3500 BOD Hiệu suất, % 50 3000 40 2500 30 2000 20 1500 10 1000 Hiệu suất, % Header Page 20 of 126 0 10 20 Thời gian, ngày 30 Hình 3.7 Hiệu xử lý thành phần BOD5 giai đoạn chưa bổ sung giá thể PV Gel Kết Hình 3.7 thực kéo dài khoảng thời gian 30 ngày bát đầu từ tháng Tư kết thúc vào tháng Năm năm 2016, thời điểm sản suất cao điểm nhà máy Điều rõ thông số BOD5 nằm mức cao, dao động từ khoảng 2000 3000 mg/l Qua kết thực nghiệm cho thấy hiệu suất loại bỏ hàm lượng hữu (BOD5) giao động khoảng 30 - 38%, tương ứng với nồng độ BOD5 đầu vào nằm khoảng 2000 - 3000 mg/l Như thấy rõ với tải trọng BOD5 theo thể tích khoảng kg/m3/ngày hệ thống thực nghiệm với thông số đầu vào điều kiện thực nghiệm khác trình bày Bảng 2.3 cho thấy, phương pháp xử lý kỹ thuật Aeroten thông thường loại bỏ thành phần hữu nói Footer Page 20 of 126 Header Page 21 of 126 19 BOD vào Nồng độ BOD5, mg/l 3500 BOD Hiệu suất, % 90 80 70 60 50 40 30 20 10 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 10 20 Thời gian, ngày 30 Hình 3.9 Khả loại bỏ thành phần hữu giai đoạn khởi động bể Gel Cho thấy thích nghi vi sinh vật diễn 30 ngày, số liệu thời điểm ngày đầu thực nghiệm thành phần hữu đầu bể giá thể chuyển động thay đổi (khả loại bỏ BOD5 khoảng 32-40%), mức hiệu suất tương đồng với mức hiệu suất giai đoạn thực nghiệm chưa có hạt PVA gel Tốc độ thích nghi sinh trưởng vi sinh vật thay đổi bên hạt vật liệu rõ rệt ngày thứ 10 đến ngày 25, lúc giá trị BOD5 đầu vào khoảng 2500-2800 mg/l đầu BOD5 giảm dần từ 1600 xuống 650 mg/l Tiếp ngày 26 đến ngày 30 nồng độ giảm nằm giới hạn trung bình 500 mg/l Hạt giá thể trước chạy thực nghiệm sau chạy thực nghiệm 30 ngày, hạt chuyển sang màu nâu kích thước tăng so với ban đầu 0,5 lần Footer Page 21 of 126 Hiệu suất, % 3.2.2 Kết nghiên cứu giai đoạn khởi động mô hình bể Gel – Bổ sung vật liệu giá thể PVA gel Header Page 22 of 126 20 So sánh hiệu suất loại bỏ BOD5 giai đoạn có hạt giá thể PVA gel chưa bổ sung hạt giá thể PVA gel, xem Hình 3.11 Khi so sánh hai kỹ thuật xử lý với có PVA gel rõ rệt hiệu suất Cho thấy điều, hiệu suất xử lý trung bình đạt khoảng 38% hình thức xử lý kỹ thuật bùn hoạt tính 30 ngày điều thay đổi hoàn toàn cho hạt giá thể PVA gel vào bể với thể tích chiếm chỗ 20% lúc hiệu suất nằm mức cao 85% 3.3 Kết nghiên cứu ảnh hƣởng tải trọng Kết giá trị BOD5 đầu vào bể Gel mức tải trọng nghiên cứu khác từ 1-5 kg BOD/m3.ngày, xem Hình 3.12 - Các giá trị thể tạ làm rõ vai trò giá thể chuyển động cao tải xử lý nước thải ngành chế biến thủy sản chỗ nâng mức tải trọng từ 1-2,5 kg BOD5/m3.ngày khả loại bỏ BOD5 công nghệ đầu đạt mức khả quan (giá trị nằm khoảng 500-1000 mg/l nồng độ BOD5 đầu vào trung bình từ 2500-2800 mg/l) Nhưng tăng tải trọng mức cao hẳn lên kg BOD5/m3.ngày giá trị khoảng từ 13001500 mg/l Hiệu suất loại bỏ BOD5 bể Gel ứng với tải trọng khác nhau, xem Hình 3.13 Hiệu suất loại bỏ BOD5 bể Gel đạt mức 80 % xuống 60% tăng tải trọng hữu từ 1-2,5 kg BOD5/m3.ngày giá trị đạt mức quanh 50% tăng đến kg BOD5/m3.ngày 3.4 Đề xuất ứng dụng mô hình vào điều kiện thực tiễn Việt nam Về mặt công nghệ: Qua kết thu từ trình thực nghiệm đưa nhận xét đánh giá chung mặt công nghệ sử dụng Footer Page 22 of 126 Header Page 23 of 126 21 nghiên cứu này: + Đây công nghệ sử dụng xử lý nước thải chế biến thủy sản Việt Nam; + Công nghệ có nhiều điểm cải tiến như: sử dụng hóa chất, vận hành đơn giản hệ thống thiết lập qua hệ điều khiển tự động thông qua cảm biến hệ thống, sử dụng nhân công; + Hệ thống vận hành xử lý ổn định, khó xảy tượng shock tải, trừ trường hợp có yếu tố đột xuất đặc tính nước thải thời tiết Về hiệu kinh tế: Do không đủ mặt thời gian để đánh giá tổng thể mặt kinh tế nghiên cứu này, tác giả đưa số nhận định rút từ trình thực công việc 24 tháng sau: + Sử dụng hạt PVA gel tiết kiệm chi phí mặt kinh tế vào vận hành Vì trung bình sử dụng hạt giá thể nhựa thông thường khoảng 02 năm phải bổ sung thêm ăn mòn ma sát nên hạt bị hao Hạt giá thể PVA gel phải bổ sung sau 7-9 năm hoạt động tuổi thọ theo công bố kỹ thuật lag 15 năm vận hành Trong hạt thông thường có tuổi thọ 10 năm + Sử dụng công nghệ PVA gel ổn định trình vận hành không chi phí cho việc tái khởi động lại hệ thống so với phương pháp bùn hoạt tính thông thường hay gặp + Không chi phí cho việc tuần hoàn bùn nên tiết kiệm khoảng 10% + Ít sinh bùn nên giảm tối đa so với xử lý nước thải phương pháp bùn hoạt tính Dựa đánh giá mặt công nghệ kinh tế mạnh dạn đề xuất nên ứng dụng công nghệ để xử lý nước Footer Page 23 of 126 Header Page 24 of 126 22 thải đối tượng có nồng độ ô nhiễm hữu cao sản xuất chế biến thủy hải sản, giết mổ gia súc gia cầm sản suất thực phẩm khác Tuy nhiên, tùy thuộc vào điều kiện kinh tế ban đầu đầu tư hạng mục cho phù hợp KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN: Đề tài thực khảo sát đánh giá chất lượng nước thải phát sinh từ hoạt động chế biến thủy sản Công ty TNHH Đồ hộp Hạ Long – Đà Nẵng Đánh giá hiệu xử lý thành phần hữu công nghệ giá thể chuyển động PVA-gel nước thải chế biến thủy sản, đồng thời so sánh hiệu xử lý công nghệ giá thể chuyển động PVA gel với mô hình chưa có hạt giá thể PVA gel Các thực nghiệm tiến hành với mức tải trọng Từ thực nghiệm kết thu được, rút kết luận sau: Đối với kết khảo sát trạng hệ thống thu gom xử lý nước thải nhà máy Đồ hộp Hạ Long: + Hệ thống thu gom nước thải sản xuất sinh hoạt gộp chung + Bể tách dầu mở hư hỏng nặng dẫn đến lượng dầu mỡ gây ảnh hưởng đến chất lượng nước sau xử lý Kết phân tích thành phần nước thải: + Lượng dầu mỡ tổng vượt xa quy chuẩn cho phép, giá trị trung bình số liệu khảo sát 154 mg/l + Chất lượng nước đầu không ổn định, hoạt động sản xuất kéo dài chất lượng nước đầu thường cao giá trị cho phép theo QCVN 11:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia nước thải thủy sản Nước thải sau xử lý Công ty TNHH Đồ hộp Hạ Long – Đà Nẵng chưa đạt hiệu (COD từ 885-1588mg/l, TSS 342-366 Footer Page 24 of 126 Header Page 25 of 126 23 mg/l, dầu mỡ 149-165 mg/l) Có nhiều nguyên nhân hệ thống vận hành không ổn định, tải lượng ô nhiễm đầu vào hệ thống cao (COD từ 2963-3175 mg/l, TSS 525-584 mg/l, dầu mỡ 885-981mg/l); bể tách mỡ, bể aerotank hoạt động không hiệu quả, bùn bể aeroten ức chế mỡ, … + Hệ thống có nhiều điểm chưa đáp ứng chất lượng nước đầu quy định Trạm xử lý nước thải tập trung cho nồng độ chất ô nhiễm trước đưa trạm để xử lý nồng độ hữu tính theo COD nhiều lức mức cao quy định trung bình lớn 1000 mg/l + Các tiêu dinh dưỡng tổng nitơ tổng photpho nằm mức cao khoảng 154,7 mg/l 315,7 mg/l Kết thực nghiệm cho thấy: - Kết qúa trình khởi động hệ thống: + Khi chưa có hạt PVA gel: hiệu suất tối đa loại bỏ thành phần hữu tính theo BOD nằm khoảng 40% + Khi có hạt PVA gel hiệu suất loại bỏ thành phần hữu lên đến 80% - Kết nghiên cứu tải trọng hữu cơ: hệ thống làm việc tới tải trọng hữu theo thể tích mức cao lên đến kg/m3/ngày Ở mức tải trọng hiệu suất xử lý đạt mức 50% với nồng độ BOD đầu vào 2000 mg/l - Lượng bùn sinh mô hình sau bổ sung vật liệu giá thể chuyển động PVA thấp lượng bùn sinh mô hình chưa bổ sung vật liệu giá thể PVA - Công nghệ giá thể chuyển động PVA gel sở để nhà máy chế biến thủy sản lựa chọn muốn nâng cao hiệu xử lý công trình xử lý nước thải mà không muốn thay đổi kết cấu bể Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 24 KIẾN NGHỊ Do hạn chế thời gian nội dung nghiên cứu nên đề tài dừng lại phạm vi nghiên cứu qua công đoạn xử lý thành phần hữu bể PVA-Gel mô hình công suất m3/ngày.đêm cho xử lý nước thải chế biến thủy sản Công ty TNHH Đồ hộp Hạ Long – Đà Nẵng, để có thêm số liệu sở thực tiễn cần tiếp tục nghiên cứu bước nhằm hoàn thiện đề tài trước áp dụng thực tế, cụ thể: Nên tiếp tục nghiên cứu thêm nội dung loại bỏ thành phần dinh dưỡng nitơ photpho Vì nước thải ngành chế biến thủy sản thường kèm thông số nồng độ cao mục kết khảo sát nêu Cần thiết thử nghiệm thêm việc thay đổi lượng ô xy hòa tan cấp cho bể gel để tiết kiệm lượng cho công đoạn Thêm bước bổ sung tỷ lệ hạt PVA gel khác nhau: mước 10, 30 40% thể thích bể để đánh giá xác hiệu xử lý thành phần ô nhiễm Có thể mở rộng nghiên cứu ứng dụng nước thải ngành giết mổ gia súc gia cầm để có sở nhân rộng ứng dụng công nghệ tương lại Việt Nam Về mặt quản lý: + Nhà máy cần cho cán vận hành tham gia khóa đào tạo vận hành hệ thống XLNT tuyển cán đảm nhiệm công tác quản lý hệ thống XLNT có chuyên môn môi trường + Đầu tư phòng thí nghiệm mini để xác định tối ưu liều lượng hóa chất thông số tối ưu cho trình vận hành hệ thống sinh học + Các quan quản lý nhà nước cần có chủ trương, sách hỗ trợ doanh nghiệp đầu tư, nâng cấp hệ thống công nghệ xử lý nước thải Footer Page 26 of 126 Header Page 27 of 126 Footer Page 27 of 126 ... gian nội dung nghiên cứu nên đề tài dừng lại phạm vi nghiên cứu qua công đoạn xử lý thành phần hữu bể PVA-Gel mô hình công suất m3/ngày.đêm cho xử lý nước thải chế biến thủy sản Công ty TNHH Đồ... Nẵng 2.1.2 Phạm vi Nghiên cứu phạm vi hệ thống xử lý nước thải hữu Công ty TNNHH Đồ hộp Hạ Long – Đà Nẵng Nghiên cứu trình xử lý phương pháp sinh học mô hình công suất m3/ngày.đêm Công ty Hiyoshi... đóng hộp Công ty TNHH Đồ hộp Hạ Long – Đà Nẵng; Lô C3-4, C3-5, Khu công nghiệp Thủy sản Thọ Quang, phường Thọ Quang, quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng - Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu qua công đoạn