Đánh giá hiện trạng ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý nước thải chế biến thủy sản đề xuất phương án công nghệ xử lý khả thi

bộ giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hà nội ================= Trơng Văn Tuấn Đánh giá trạng ứng dụng công nghệ sinh học xử lý nớc thải chế biến thuỷ sản Đề xuất phơng án công nghệ xử lý khả thi Luận văn thạc sĩ khoa học Ngành: công nghệ môi trờng ngời hớng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thị Sơn Hà Nội - 2011 Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi chưa cơng bố cơng trình khoa học nào, chưa đăng tài liệu, tạp chí, hội nghị khác Những kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực Hà nội, ngày 29 tháng năm 2011 Học viên Trương Văn Tuấn Trương Văn Tuấn Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thị Sơn, người tận tình hướng dẫn tơi hồn thành luận văn Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tập thể thấy cô giáo cán Bộ môn kỹ thuật môi trường – Khoa máy tàu biển Trường đại học Hàng Hải Việt Nam giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến quý báu tạo điều kiện cho tơi q trình hồn thành luận văn Cuối tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình người thân chăm sóc động viên tơi học tập sống Hà nội, ngày 29 tháng năm 2011 Học viên Trương Văn Tuấn Trương Văn Tuấn Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội MỤC LỤC MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP CBTS I.1 HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT VÀ CBTS TRÊN THẾ GIỚI 12 I.1.1 Tình hình chung 12 I.1.2 Sản xuất thủy sản số nước giới 15 I.2 HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT VÀ CBTS Ở VIỆT NAM 17 I.2.1 Tình hình chung 17 I.2.2 Hoạt động khai thác 19 I.2.3 Hoạt động nuôi trồng 20 I.2.4 Hoạt động chế biến 22 I.3 THƯƠNG MẠI THỦY SẢN VIỆT NAM NĂM 2010 22 I.3.1 Xuất thủy sản 22 I.3.2 Nhập thủy sản 24 I.4 TIỀM NĂNG VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN NGÀNH CBTS TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 25 I.4.1 Tiềm xu hướng phát triển ngành CBTS giới 25 I.4.2 Tiềm xu hướng phát triển ngành CBTS Việt Nam 26 CHƯƠNG II CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN THỦY SẢN Ở VIỆT NAM VÀ VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG II.1 NGUYÊN LIỆU TRONG CHẾ BIẾN THUỶ SẢN 27 II.2 CÁC CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THUỶ SẢN ĐIỂN HÌNH 29 II.3 CÁC CHẤT THẢI TRONG CBTS 41 II.3.1 Nước thải 43 II.3.2 Chất thải rắn 51 Trương Văn Tuấn Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội CHƯƠNG III HIỆN TRẠNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CBTS III.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CBTS TRÊN THẾ GIỚI 54 III.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CBTS Ở VIỆT NAM 58 III.2.1 Các phương pháp xử lý nước thải CBTS Việt Nam 58 III.2.2 Đánh giá trạng công nghệ xử lý nước thải áp dụng sở CBTSĐL 60 III.2.3 Một số công nghệ xử lý nước thải thủy sản điển hình có 65 CHƯƠNG IV ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ VÀ TÍNH TỐN HỒN THIỆN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI NHÀ MÁY CBTSĐLF42 IV.1 KHÁI QUÁT VỀ NHÀ MÁY CBTS F42 78 IV.1.1 Sự hình thành phát triển 78 IV.1.2 Hiện trạng sản xuất 78 IV.2 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG TẠI NHÀ MÁY 80 IV.2.1 Chất thải rắn 80 IV.2.2 Hiện trạng nước thải 80 IV.2.3 Hiện trạng xử lý nước thải nhà máy 81 IV.3 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI NHÀ MÁY 83 IV.4 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN HỒN THIỆN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ CÁC HẠNG MỤC CỦA HỆ THỐNG 85 IV.4.1 Đề xuất phương án hồn thiện cơng nghệ 85 IV.4.2 Tính tốn, hồn thiện hệ thống xử lý nước thải .86 KẾT LUẬN 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 PHỤ LỤC Trương Văn Tuấn Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 1.3 Bảng 1.4 Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 2.3 Bảng 2.4 Bảng 2.5 Bảng 2.6 Bảng 2.7 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 4.1 Bảng 4.2 Sản lượng đánh bắt, Nuôi trồng thủy sản Trung Quốc, số năm (triệu tấn) Sản lượng đánh bắt, nuôi trồng thuỷ sản Thái Lan, số năm (ngàn tấn) Sản lượng khai thác thuỷ sản số địa phương năm 2010 Sản lượng nuôi trồng số địa phương năm 2010 (tấn) Thành phần hoá học động vật thuỷ sản (giá trị trung bình) Thành phần hố học phần ăn số loài thuỷ sản Định mức nước thải số loại hình cơng nghệ chế biến điển hình Định mức nước thải chế biến số sản phẩm thuỷ sản (theo FAO) Đặc trưng nước thải số loại hình CBTS Đặc trưng nước thải số nhà máy CBTS Ước tính khối lượng chất thải rắn từ chế biêế thuỷ sản năm 2004 Đặc tính nước thải chế biến số loại hình CBTS giới (Các nước Mỹ, Canada, Nhật Bản ) Thông tin tổng hợp hệ thống XLNT thuỷ sản theo vùng Hiện trạng áp dụng công nghệ sinh học xử lý nước thuỷ sản số nhà máy Đặc trưng nước thải trước sau xử lý (Công ty Cổ phần chế biến thuỷ sản xuất Minh Hải - Cà Mau) Đặc trưng nước thải trước sau xử lý (Công ty CBTS xuất Nha Trang) Đặc trưng nước thải trước sau xử lý (Cơng ty Agrex Sài Gịn) Đặc trưng nước thải trước sau xử lý (Công ty TNHH Hùng Vương) Kết phân tích mẫu nước thải trước sau xử lý 15 17 19 21 28 28 45 46 47 48 52 54 62 63 66 67 69 71 80 Hiện trạng hạng mục hệ thống xử lý nước thải nhà máy Trương Văn Tuấn Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sản lượng đánh bắt, ni trồng thuỷ sản giới, 2001 - 2010 (triệu tấn) Hình 1.2 Sản lượng đánh bắt nước có sản lượng đánh bắt lớn nhất, 1999 - 2008 (triệu tấn) Hình 1.3 Sản lượng ni trồng top nước sản xuất lớn (trừ Trung Quốc), 199 - 2008 (triệu tấn) Hình 1.4 Sản lượng tơm thẻ chân trắng, trai vỏ xanh, cá rô phi cá da trơn Thái Lan, 1998 - 2008 (ngàn tấn) 12 12 13 16 Hình 1.5 Sản lượng thuỷ sản Việt Nam năm 1998 - 2010 (ngàn tấn) 17 Hình 1.6 Cơ cấu chuỗi ngành hàng thuỷ sản Việt Nam 18 Hình 1.7 Sản lượng thuỷ sản khai thác theo tháng, 2009 - 2010 (ngàn tấn) 19 Hình 1.8 Sản lượng ni trồng Việt Nam hai năm 2009 -2010 (ngàn tấn) 20 Hình 1.9 Kim ngạch xuất thuỷ sản Việt Nam theo tháng, 2008 2010 (triệu USD) Hình 1.10 Cơ cấu sản phẩm thuỷ sản xuất Việt Nam 2009 -2010 Hình 1.11 Kim ngạch xuất nhóm hàng cá phile giáp xác Việt Nam 2001 - 2010 (triệu USD) 22 23 23 Hình 1.12 Cơ cấu nhập thuỷ sản Việt Nam 2009 - 2010 24 Hình 2.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ CBTS đơng lạnh dạng tươi 29 Hình 2.2 Sơ đồ quy trình cơng nghệ CBTS đơng lạnh dạng chín 32 Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ sản xuất đồ hộp cá 33 Hình 2.4 Sơ đồ cơng nghệ sản xuất bột cá dầu cá 35 Hình 2.5 Quy trình chế biến nước mắm 36 Hình 2.6 Quy trình cơng nghệ sản xuất surimi từ số loài cá tạp 38 Hình 2.7 Quy trình cơng nghệ chế biến thuỷ sản khơ 39 Hình 2.8 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất Agar 40 Hình 2.9 Sơ đồ dịng thải CBTS 42 Trương Văn Tuấn Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Hình 2.10 Sơ đồ mô tả nguồn phát sinh nước thải quy trình CBTSĐL Hình 3.1 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải theo công nghệ yếm - thiếu - hiếu khí 44 55 Hình 3.2 Sơ đồ cơng nghệ thiếu khí - hiếu khí kết hợp bùn hoạt tính 56 Hình 3.3 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải thiếu khí - hiếu khí liên hợp 57 Hình 3.4 Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải Công ty Cổ phần chế biến thuỷ sản xuất Minh Hải - Cà Mau phương pháp 65 sinh học hiếu khí Hình 3.5 Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải Công ty chế biến thuỷ sản xuất Nha Trang phương pháp sinh học hiếu khí 67 Hình 3.6 Q trình xử lý hỗ trợ 68 Hình 3.7 Cơng nghệ xử lý nước thải Cơng ty Agrex Sài Gịn 69 Hình 3.8 Sơ đồ quy trình cơng nghệ xử lý nước thải chế biến thuỷ sản Cơng ty TNHH Hùng Vương Hình 3.9 Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải CBTS có nồng độ nhiễm cao 70 75 Hình 4.1 Cơng nghệ CBTSĐL nhà máy CBTSĐL F42 79 Hình 4.2 Phương án xử l ý nước thải nhà máy F42 81 Hình 4.3 Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải nhà máy CBTSĐL F42 82 Hình 4.4 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sau hồn thiện nhà máy CBTS F42 85 Trương Văn Tuấn Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội DANH M ỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu - BOD5 : Nhu cầu ơxy sinh hóa sau ngày - COD : Nhu cầu ơxy hóa học - CBTS : Chế biến thủy sản - CBTSĐL : Chế biến thủy sản đông lạnh - FAO : Tổ chức lương thực thực phẩm giới - SS : Hàm lượng chất rắn lơ lửng - QCVN : Quy chuẩn Việt Nam - XNK : Xuất nhập - UASB : Bể yếm khí - IMF : Quỹ tiền tệ quốc tế Trương Văn Tuấn Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội MỞ ĐẦU Với đường bờ biển dài 3.200 km, Việt Nam có vùng đặc quyền kinh tế biển rộng triệu km2 Việt Nam có vùng mặt nước nội địa lớn rộng 1,4 triệu nhờ hệ thống sơng ngịi, đầm dày đặc Vị trí địa lý điều kiện tự nhiên thuận lợi giúp Việt Nam có nhiều mạnh trội để phát triển ngành công nghiệp thủy sản Năm 2010, tổng sản lượng thủy sản Việt Nam đạt xấp xỉ 5,16 triệu tấn; thủy sản khai thác chiếm 47,5%, thủy sản nuôi trồng chiếm 52,5% Sản lượng thủy sản Việt Nam tăng 6,43% so với năm 2009 [1] Mặc dù giá xăng dầu dù mức cao, nhờ cải thiện hậu cần nghề cá giúp hoạt động khai thác thuỷ sản Việt Nam diễn thuận lợi năm 2010 Sản lượng thuỷ sản khai thác đạt 2,45 triệu tấn, tăng 7,6% so với năm 2009 Giai đoạn 2001 - 2010, tốc độ tăng trưởng sản lượng thuỷ sản khai thác đạt 3.6%/năm.[1] Sản lượng thuỷ sản nuôi trồng năm 2010 đạt 2,7 triệu tấn, tăng 5.36% so với năm 2009 Giai đoạn từ 2001 - 2010, tốc độ tăng trưởng sản lượng thuỷ sản nuôi trồng đạt 14,3%[1] ; nhiên, tốc độ tăng trưởng chậm lại nửa sau thập kỷ Đáng ý hoạt động nuôi trồng tôm năm 2010 diễn biến thuận lợi, bệnh lũ lụt gây thiệt hại không nhỏ cho hoạt động sản xuất số địa phương Ngoài ra, bước tiến hoạt động nghiên cứu tôm giống mang lại triển vọng khả cung cấp giống nội địa Năm 2010, kim ngạch nhập thuỷ sản Việt Nam đạt 324,6 triệu USD, tăng 18,2% so với năm 2009; kim ngạch xuất thủy sản đạt 4.9 tỷ USD, tăng 16,5% so với năm 2009[1] Một chuyển biến tích cực cấu xuất thuỷ sản Việt Nam tăng dần tỷ trọng sản phẩm chế biến Giai đoạn 2001 - 2010, tỷ trọng nhóm hàng thủy sản chế biến tăng từ mức 3,78% lên mức 17,3% Tốc độ tăng trưởng chung Trương Văn Tuấn Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội IV.2 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG TẠI NHÀ MÁY IV.2.1 Chất thải rắn Chất thải rắn tạo từ trình chế biến ngun liệu(mực, tơm) đầu tơm, vỏ tôm, da mực…Với định mức thành phẩm nguyên liệu 30%, lượng phế liệu sau chế biến lớn khoảng 150 tấn/ năm Toàn phế liệu thu gom bán cho nhà máy chế biến thức ăn gia súc Ngoài chất thải rắn sinh q trình sinh hoạt cơng nhân viên IV.2.2 Hiện trạng nước thải IV.2.2.1 Đặc trưng lưu lượng nguồn nước thải a Các loại nước thải có nguồn thải - Nước dùng sản xuất, chế biến - Nước đá dùng để bảo quản nguyên liệu, bán thành phẩm xưởng - Nước vệ sinh nhà xưởng - Nước thải sinh hoạt - Nước mưa tràn b Lưu lượng nước thải Hoạt động nhà máy không ổn định công suất, thường thay đổi theo mùa vụ Tuy nhiên lượng nước thải sản xuất nhà máy dao động khoảng 150200m3/ngày đêm c Đặc trưng nước thải sản xuất Bảng Kết phân tích mẫu nước thải trước sau xử lý TT Thơng số phân tích Đơn vị Trước xử lý Sau xử lý QCVN 11:2008 /BTNMT BOD5 mg/l 1200 128.6 50 COD mg/l 1800 215 100 Chất rắn lơ lửng mg/l 400,0 147.6 100 mg/l 75 34,8 60 mg/l 57,4 12,4 20 Tổng Nitơ Amoni (tính theo Nitơ) Tổng phơtpho 10 Coliform mg/l MPN/ 100ml 200x104 2000 5000 Trương Văn Tuấn 80 Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Từ bảng 4.1 cho thấy rằng: Nước thải sản xuất đầu vào nhà máy có nồng độ nhiễm cao, thuộc loại nhiễm nặng phân tích mục III.4.2.1.Mặc dù nhà máy có hệ thống xử lý nước thải, theo kết phân tích cho thấy hiệu xử lý không cao Nồng độ chất ô nhiễm sau xử lý cao, không đạt tiêu chuẩn thải IV.2.3 Hiện trạng xử lý nước thải nhà máy IV.2.3.1 Hiện trạng quy trình cơng nghệ xử lý Theo báo cáo Đánh giá tác động môi trường nhà máy năm 1996 hạng mục xử lý nước thải đưa với phương án sau: Toàn nước thoát nhà máy, gồm nước sản xuất + nước mưa + nước sinh hoạt thu gom vào hệ thống cống thoát nước nhà máy đưa vào bể lắng - Quy trình cơng nghệ thể hình 4.2[23] Nước mưa Nước sinh hoạt Nước sản xuất Hệ thống nước có nhà máy Đường cống tập trung nước Bể lắng Hóa chất xử lý Bể xử lý nước Thiết bị xử lý Đường cống thải nước cửa chung Hình 4.2 Phương án xử lý nước thải nhà máy F42 Theo phương án xử lý nước thải báo cáo đánh giá tác đông môi trường nêu nhận thấy rằng: Quy trình cơng nghệ xử lý khơng đảm bảo khả hoạt động hiệu xử lý Trương Văn Tuấn 81 Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Khả tính toán thiết kế vận hành hệ thống xử lý nước thải có nước mưa khó Và thực tế chưa thấy quy trình Thực chất phương án đưa hoàn thiện thủ tục báo cáo đánh gía tác động mơi trường, khơng có ý nghĩa mặt khoa học Theo khảo sát thực tế nhà máy, cơng nghệ xử lý nước thải nhà máy thể hình 4.3 Hóa chất Nước thải Bể điều hòa Bể tuyển Bể lắng Cấp khí Cấp khí Bể lắng Bể lắng Bể aeroten ngăn Cấp khí Nước xử lý Bơm bùn Bể chứa bùn Bể khử trùng Sân phơi bùn Hình 4.3 Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải nhà máy CBTSĐL F42 Theo trình khảo sát thực tế trạng cho thấy quy trình xử lý nước thải nhà máy sau Nước thải loại bỏ chất thải có kích thước lớn song chắn rác trước đưa vào bể điều hịa Tại bể điều hịa cấp khí máy nén khí có áp suất 4-6bar Sau nước thải bơm lên bể tuyển nổi, với hoá chất sử dụng phèn chua Nước thải từ bể tuyển đưa qua bể lắng chảy tràn qua bể aeroten ngăn thơng Sau nước thải chảy tràn sang bể lắng Nước thải từ bể lắng chảy tràn qua bể khử trùng, trước thải môi Trương Văn Tuấn 82 Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội trường Hệ thống xử lý có bơm bùn dùng để hút bùn từ bể lắng và bơm bùn vào bể chứa bùn với bùn từ bể lắng IV.2.3.2 Hiện trạng hạng mục hệ thống xử lý nước thải Thực tế khảo sát trạng hệ thống xử lý nước thải nhà máy thống kê theo bảng sau: Bảng 4.2 Hiện trạng hạng mục hệ thống xử lý nước thải nhà máy Đặc trưng TT Các hạng mục Thể tích Kích thước Thời gian Đặc trưng (m3) (m) lưu (h) khác Bể điều hòa 15 3x2,5x2 2 Bể tuyển 2x2x2 Bể lắng 12 2x3x2 1,5 Có lắng Bể Aeroten 64 10x3x2,5 7,7 Hai đơn nguyên Bể lắng 22,5 3x3x2,5 2,7 Độ dốc đáy 10% Bể lắng 22,5 3x3x2,5 2,7 Bể khử trùng Bể nén bùn Sân phơi bùn Có nắp đậy inox 20 Xây tường gạch 2,5x1,5x1 IV.3 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI NHÀ MÁY Theo kết phân tích Trung tâm đào tạo tư vấn khoa học công nghệ bảo vệ môi trường thủy với mẫu nước thải trước sau hệ thống xử lý nhà máy nêu bảng 4.1 cho thấy rằng: Trương Văn Tuấn 83 Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Nước thải đầu vào hệ thống xử lý có nồng độ nhiễm cao, BOD5 1200mg/l; COD 1800mg/l Nước thải sau xử lý, có COD BOD5 không đạt tiêu chuẩn QCVN 112008/BTNMT Nước thải sau xử lý khơng đạt tiêu chuẩn thải nguyên nhân sau : Công nghệ xử lý có khơng phù hợp u cầu xử lý nước thải có nồng độ nhiễm cao Như trình nước thải CBTS có nơng độ BOD5> 1000mg/l sử dụng quy trình xử lý aeroten không phù hợp Do không vận hành kỹ thuật quy trình xử lý Hiện cho thấy thiết bị hệ thống xử lý nước thải nhà máy cũ, bị hỏng Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải có nhà máy khơng đáp ứng yêu cầu xử lý với nồng độ ô nhiễm cao Như trình bày chương III, nước thải nhà máy CBTS đông lạnh F42 thuộc loại nước thải có nồng độ nhiễm cao với BOD5 >1000mg/l Do quy trình cơng nghệ xử lý nhà máy chưa hợp lý Ngồi cơng nghệ số khâu chưa hợp lý: - Đối với đặc thù nước thải nhà máy bể tuyển khơng cần phải cấp khí thêm hóa chất nước thải có thành phần dễ nôi mỡ - Hệ thống xử lý bể aeroten, khơng tuần hồn bùn - Bể aeroten ngăn nhà máy thực chất xử lý nối tiếp hiếu khí Về cơng nghệ cần vận hành kỹ thuật có hiệu cao, có liên quan đến phân bố lượng vi sinh ngăn aeroten - Về thông số kỹ thuật thiết kế hạng mục hệ thống xử lý chưa so với điều kiện đặc trưng nước thải nhà máy kích thước bể, đặc biệt bể aeroten thời gian lưa nước thải ngắn khoảng 1,5h Trương Văn Tuấn 84 Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội IV.4 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN HỒN THIỆN CƠNG NGHỆ VÀ CÁC HẠNG MỤC CỦA HỆ THỐNG IV.4.1 Đề xuất phương án hồn thiện cơng nghệ Với đặc trưng nước thải nhà máy thuộc loại nước thải có độ nhiễm cao BOD5> 1000mg/l Nên quy trình cơng nghệ cần áp dụng cơng nghệ kết hợp yếm khí – hiếu khí Do tình hình kinh tế nước gặp nhiều khó khăn Nhà máy CBTS đơng lạnh F42 khơng phải ngoại lệ Vì việc xây dựng hệ thống xử lý hồn tồn khơng khả thi Theo yêu cầu ban lãnh đạo tư vấn cải tạo hệ thống xử lý sở tận dụng tối đa hạng mục có Để đáp ứng yêu cầu sở, luận văn đề xt quy trình cơng nghệ xử lý Song chắn rác Bể gom Nước thải Bể điều hòa Bể khử trùng Sông Bể tách mỡ Bể lắng I Bể lắng II Bùn Thải bỏ Sân phơi bùn Bể UASB Aeroten Bùn tuần hồn Bể nén bùn Hình 4.4 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sau hồn thiện Thuyết minh quy trình: Nước thải qua song chắn rác tách bỏ rác có kích thước lớn Nước thải chảy qua bể lắng bơm lên bể điều hòa để ổn định lưu lượng nồng Trương Văn Tuấn 85 Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội độ Sau nước thải bơm lên bể tách mỡ Do mỡ có tỷ trọng nhỏ nên lên trên, dùng gạt thủ cơng để thu lượng mỡ Tiếp theo nước thải bơm lên bể lắng 1, phần chất hữu dễ lắng tách ra, bùn thu hồi vận chuyển vào bể chứa bùn Nước thải tiếp tục đưa qua bể UASB để xử lý yếm khí qua bể xử lý hiếu khí Aeroten chảy qua bể lắng đợt 2., sau khử trùng clo trước đưa nguồn tiếp nhận IV.4.2 Tính tốn, hồn thiện hệ thống xử lý nước thải Để đáp ứng yêu cầu ban lãnh đạo, đề tài đề xuất hướng hoàn thiện hạng mục hệ thống sau: 1.Bể điều hòa Bể điều hòa tích Vđh = 15m3 với tổng lượng nước thải 200m3/ngày, thời gian lưu tl = 15/(200/24)= 2(h) Hoạt động nhà máy ca/ngày, ổn định Vì chấp nhận với thời gian lưu 2(h) Bể tuyển Hiện bể tuyển hoạt động theo nguyên tắc áp lực ( thiết bị cấp khí) Tuy nhiên với nguyên liệu tôm thủy sản đánh bắt (hàm lượng lipit khơng cao) Vì vận hành bể theo nguyên tắc tuyển thông thường + Với dung tích 8m3, theo thời gian lưu là: tl = 8/(200/24) = 1(h) Bể lắng sơ cấp -Dung tích bể 2x3x2 =12 m3, ứng với thời gian lưu tl = 12/(200/24) = 1,2(h) Thời gian lưu 1,2(h) chưa đáp ứng yêu cầu lắng Vì đề xuất cải tạo nâng thể tích bể lên lần Cụ thể thay đổi kích thước Do mặt cho phép mở rộng theo chiều dài bể từ 3m lên 6m Trương Văn Tuấn 86 Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Kích thước bể sau cải tạo LxBxH = 6x2x2 = 24m3 Khi thời gian lưu : 24/(200/24) = 2,6(h) Là thời gian chấp nhận Bể UASB Hàm lượng BOD5, COD sau bể điều hòa dự kiến sau: BOD5 = 1200x90% = 1080 (mg/l) COD = 1800x90% = 1620(mg/l) Sau bể lắng 1: BOD5 = 1080x80% = 864 (mg/l) COD = 1620x80% = 1296(mg/l) Nước thải xử lý yếm khí bể UASB Bể UASB xây hoàn toàn Theo kết khảo sát số sở CBTS sử dụng bể UASB xử lý nước thải, thường tải trọng khối đạt 3,2 – 3,7kg COD/ngày Chọn tải trọng khối 3,2kg COD/ngày Dung tích bể là: VUASB = 1,296.200/3,2 = 81m3 Chọn dung tích chứa nước bể UASB = 70%, tổng dung tích bể xây dựng 116m3 Với thời gian lưu 48, kích thước bể LxBxH = 7,4x3,5x4 Bể UASB xây bê tơng cốt thép có cốt so với mặt đất 2,5m Bể Aeroten Bể Aeroten có kích thước LxBxH = 10x3x2,5 thể tích Vae = 64m3 ứng với thời gian lưu tl = 64/(200/24) = 7,7(h) Trương Văn Tuấn 87 Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Như không đáp ứng yêu cầu nước thải sau xử lý đạt QC 112008/BTNMT Đề xuất cải tạo: Bể aeroten có chiều cao 2,5m Với chiều cao hiệu xử dụng khí hạn chế Vì đề xuất nâng cao chiều cao bể từ 2,5m lên 3,8m Như thời Vae = 10 x3x3,8 = 114m3 Thời gian lưu tl = 114.0,9/(200/24) = 12,2 (h) đáp ứng nhu cầu xử lý Bể lắng thứ cấp Hiện hệ thống xử lý có bể lắng có kích thước 3x3x2,5 = 22,5m3 (lắng lắng 3), bể cách 3m Đề tài đề xuất: cải tạo bể lắng thành bể lắng thứ cấp với kích thước LxBxH = 3,3x3x3= 30(m3) Chuyển bề mặt lắng từ 9m2 thành 10m2 Bể lắng tạm thời chưa sử dụng Các hạng mục khác Bể khử trùng, bể nén bùn, sân phơi bùn hồn tồn sử dụng mà khơng cần cải tạo Trương Văn Tuấn 88 Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Với đề xuất trên, hệ thống xử lý có hạng mục sau: Bảng 4.3 Đặc trưng kích thước hạng mục hệ thống xử lý nước thải CBTS nhà máy F42 Đặc trưng TT Các hạng mục Kích thước Thời gian Đặc trưng (m ) (m) lưu (h) khác Thể tích Bể điều hịa 15 3x2,5x2 2 Bể tuyển 2x2x2 Bể lắng sơ cấp 24 6x2x2 2,6 Bể UASB 116 7,4x3,5x4 48 Bể Aeroten 114 10x3x3,8 12,2 Bể lắng thứ cấp 30 3,3x3x3 2,7 Bể khử trùng Bể nén bùn Sân phơi bùn Trương Văn Tuấn Có lắng Độ dốc đáy 10% Có nắp đậy inox 20 2,5x1,5x1 89 Xây tường gạch Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội KẾT LUẬN Với đường bờ biển dài 3.200 km, Việt Nam có vùng đặc quyền kinh tế biển rộng triệu km2 Việt Nam có vùng mặt nước nội địa lớn rộng 1,4 triệu nhờ hệ thống sơng ngịi, đầm dày đặc Vị trí địa lý điều kiện tự nhiên thuận lợi giúp Việt Nam có nhiều mạnh trội Năm 2010, nước có khoảng 567 sở CBTS , với tổng sản lượng đạt xấp xỉ 5,16 triệu tấn; thủy sản khai thác chiếm 47,5%, thủy sản ni trồng chiếm 52,5% Sản lượng thủy sản tăng 6,43% so với năm 2009 CBTS ngành sản xuất có nhu cầu nước lớn, đáng ý chế biến agar có nhu cầu nước cao từ 1.500 - 3.000m3/tấnSP Tiếp đến ghẹ đông lạnh mực ống đơng lạnh có nhu cầu nước lớn 90-100m3/tấn SP Với đặc trưng nước thải có nồng độ chất ô nhiễm cao hàm lượng BOD5 lên đến 3500mg/l, COD 4500mg/l, thường chứa nhiều thành phần hữu tồn chủ yếu dạng keo, phân tán mịn, tạp chất lơ lửng tạo nên độ màu, độ đục cho dòng thải Tuy nhiên nhiều sở CBTS chưa có hệ thống xử lý nước thải có chưa hồn thiện, chất lượng nước thải sau xử lý không đạt tiêu chuẩn thải, nên gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Đề tài “ Đánh giá trạng ứng dụng công nghệ sinh học xử lý nước thải chế biến thủy sản Đề xuất phương án công nghệ xử lý khả thi” thực nhằm đem lại thông tin quan trọng mơi trường ngành CBTS nói chung trạng ứng công nghệ sinh học xử lý nước thải nói riêng Trên sở đề xuất phương án cơng nghệ hồn thiện hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy CBTS đông lạnh F42 góp phần thực thi tốt luật bảo vệ mơi trưịng phát triển ngành cơng nghiệp CBTS cách bền vững Một số kết thu từ đề tài: Thu thập số số liệu trạng môi trường ngành CBTS sau: Trương Văn Tuấn 90 Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội - Số liệu đặc trưng nước thải 65 nhà máy CBTS nước Hấu hết sở có quy mơ vừa nhỏ ( cơng suất từ 1-5 SP/ngày), có sở có cơng suất từ 4-6 SP/ngày, cá biệt có sở cơng suất lên đến 10-12 SP/ngày - Lưu lượng nước thải hầu hết sở dao động từ 100-800m3/ngày, tương ứng với định mức khoảng 30 – 80m3/tấn SP Nước thải có mức ô nhiễm cao (trung bình BOD5 từ 150 -900mg/l, COD từ 200-1400mg/l, Nitơ từ 25 -110mg/l) Số liệu trạng áp dụng công nghệ sinh học xử lý nước thải CBTS - Các loại hình cơng nghệ sinh học xử lý nước thải CBTS ( có loại hình chính) - Tính đến năm 2010 nước có 567 sở CBTS có khoảng 380 sở có hệ thống xử lý nước thải công nghệ sinh học đạt tiêu chuẩn xả thải Khảo sát định mức, lưu lượng tải lượng ô nhiễm nước thải nhà máy CBTS đơng lạnh F42 – Ngơ Quyền – TP Hải Phịng - Tổng lượng nước thải phát sinh khoảng 200m3/ngày đêm, định mức nước thải khoảng 70m3/tấn SP - Nước thải có hàm lượng nhiễm hữu cao(BOD5 = 1.200mg/l, COD = 1.800mg/l) chất lượng nước sau xử lý cao tiêu chuẩn cho phép từ 23 lần - Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải nhà máy: Sử dụng công nghệ sinh học bể aeroten Trên sở đánh giá trạng công nghệ, thiết bị hiệu xử lý hệ thống có, luận văn đề xuất số nội dung: vận hành bể tuyển theo nguyên tắc tuyển thông thường, nâng cấp bể lắng sơ cấp, bể aeroten, bể lắng thứ cấp xây hạng mục bể UASB Đề xuất cải tạo hệ thống nhằm góp phần hồn thiện cơng nghệ để chất lượng nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn thải Trương Văn Tuấn 91 Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội TÀI LIỆU THAM KHẢO Phan Thị Kim Dung, “Báo cáo thị trường thuỷ sản quý năm 2011” Tạp chí thương mại thuỷ sản, số 85, tháng 1/2007 Tạp chí thuỷ sản, số 1/2007 Tạp chí thơng tin khoa học cơng nghệ kinh tế thuỷ sản, tháng 1/2006 Viện Khoa học Thuỷ lợi, "Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải vùng chế biến tinh bột, rượu thuỷ sản", Báo cáo chuyên đề thuộc đề tài KC - 07, Hà Nội 2003 Trần Hồng Quang, "Đánh giá mức độ ô nhiễm đề xuất giải pháp xử lý, giảm thiểu ô nhiễm nước thải công nghiệp Chế biến thuỷ sản đông lạnh phù hợp với điều kiện Việt Nam", Luận văn cao học ngành CNMT, Hà Nội - 2004 Trần Văn Mỹ, "Năng suất giá trị dinh dưỡng loài cá thương phẩm quan trọng", NXB Nông nghiệp, 1994 SEAQIP "Đánh giá sản xuất chế biến cá", NXB Nông nghiệp, Hà Nội - 2001 FAO, "The State of World Fisheries and Aquacuture 2002" 10 Vũ Thị Kim Ninh, "Phương pháp chế biến sản phẩm thuỷ sản khô chín", NXB Nơng nghiệp, Hà Nội - 1987 11 K Gopakumar, "Tropical Fishery Products", Oxford & IBH publishing, New Delhi – 1997 12 Nguyễn Thị Lệ Diệu (1997), Nguyên liệu thuỷ sản, Nhà xuấtt Nông nghiệp, Hà Nội 13 Roberto Lúpez Chaverri, "Development of Environmental Performance Indicators: The cá se of fish canning plants", Lund, Sweden - 1999 14 AMEC, "Management of Waste from Atlantic Seafood Processing Operations", Nova Scotia 2003 15 Green David P, Thomas Frank B, Carawan Roy E, (1986), "Reduction in waste load from a seafood processing plant", Noth Carolina State University, Raleigh Trương Văn Tuấn 92 Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội 16 Đavi P.Richard, "Nitrogen Removal from Fish Processing Wastewater Using SBR", Blacksburg 2001 17 Bộ thuỷ sản (2003), Báo cáo trạng môi trường ngành thuỷ sản Việt Nam 2002 18 Bộ Thuỷ sản, "Đề tài nghiên cứu đánh giá trạng môi trường sở chế biến thuỷ sản, Đề xuất giải pháp quản lý", Hà Nội - 2004 19 Phan Thu Nga" đánh giá trạng môi trường xử lý nước thải chế biến thuỷ sản tỉnh phía nam" luận văn cao học ngành CNMT, Cần Thơ - 2002 20 Nguyễn Thị Sơn, Viện KH Công nghệ môi trường, ĐHBKHN, Chuyên đề xử lý nước thải phương pháp sinh học 21 Nguyễn Thị Sơn, "Bài giảng vi hoá sinh mơi trường", Hà Nội 2005 22.Lê Văn Cát Viện Hóa học, Viện Khoa học công nghệ Việt Nam "Dinh dưỡng nước thải xử lý" 23 Báo cáo đánh giá tác động môi trường xây dựng nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh F4 24 Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga (1999), Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 25 Đặng Xuân Hiển, Viện KH Công nghệ Môi trường, Bài giảng xử lý nước thải Trương Văn Tuấn 93 Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường Viện Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội PHỤ LỤC Trương Văn Tuấn 94 Luận Văn Thạc Sĩ Môi Trường ... CBTSĐL thải vào môi trường khoảng 125 đến 150 triệu m3 nước thải, mà hầu hết chưa đạt tiêu chuẩn thải Đề tài ? ?Đánh giá trạng ứng dụng công nghệ sinh học xử lý nước thải chế biến thủy sản Đề xuất phương. .. Các phương pháp xử lý nước thải CBTS Việt Nam 58 III.2.2 Đánh giá trạng công nghệ xử lý nước thải áp dụng sở CBTSĐL 60 III.2.3 Một số công nghệ xử lý nước thải thủy sản điển... IV.3 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI NHÀ MÁY 83 IV.4 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN HỒN THI? ??N CƠNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ CÁC HẠNG MỤC CỦA HỆ THỐNG 85 IV.4.1 Đề xuất phương án hồn thi? ??n cơng nghệ