phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt, chăn nuôi, thủy sản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT HĨA HỌC KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG BÁO CÁO: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT, CHĂN NUÔI, THỦY SẢN MỤC LỤC Bài báo cáo kỹ thuật môi trường nhóm NƯỚC THẢI SINH HOẠT: 1.1 Tổng quan nước thải sinh hoạt: 1.1.1 Nguồn gốc: Nước thải sinh hoạt nước sử dụng cho mục đích ăn uống, sinh hoạt, tắm rửa, vệ sinh nhà cửa,… khu dân c ư, công trình cơng cộng, sở dịch vụ Vậy, ta nhận thấy nước thải sinh hoạt chủ yếu hình thành trình sinh hoạt người Và số hoạt động dịch vụ công cộng bệnh viện, trường học, nhà ăn,… tạo loại n ước thải có thành phần tính chất tương tự nước thải sinh hoạt Ở nước ta nay, tiêu chuẩn cấp nước dao động từ 120 d ến 180 l/người.ngày Đối với khu vực nông thôn, tiêu chuẩn cấp n ước sinh hoạt từ 50 đến 100 l/người.ngày Thông thường tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt khu dân cư phụ thuộc vào điều kiện trang thiết bị vệ sinh nhà ở, đ ặc ểm khí hậu thời tiết tập quán sinh hoạt người dân Lượng nước thải sinh hoạt sở dịch vụ, cơng trình cơng cộng phụ thuộc vào loại cơng trình, chức năng, s ố người tham gia, ph ục vụ Tiêu chuẩn thải nước số loại sở dịch vụ cơng trrình cơng c ộng bảng sau Bảng 1.1 Tiêu chuẩn thải nước số sở dịch vụ cơng trình cơng cộng Nguồn nước thải Đơn vị tính Nhà ga, sân bay Hành khách Khách Nhân viên phục vụ Người ăn Người làm việc Giường bệnh Nhân viên phục vụ Sinh viên Người tắm Người tham quan Khách sạn Nhà ăn Siêu thị Bệnh viện Trường Đại học Bể bơi Khu triển lãm, giải trí GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm Lưu lượng (lít/đơn vị tính.ngày) 7.5 – 15 152 – 212 30 – 45 7.5 – 15 26 – 50 473 – 908 19 – 56 56 – 113 19 – 45 15 – 30 Hệ số K – 1.2 – 1.2 – 1.2 – 1.2 – 1.2 – 1.2 – 1.2 – 1.2 – 1.2 – 1.2 Bài báo cáo kỹ thuật mơi trường nhóm Hình 1.1 Nước thải thị 1.1.2 Thành phần: Nước thải hệ đa phân tán gồm nước chất bẩn, loại nước thải sinh hoạt có nguồn gốc từ hoạt động người Theo Stroganov X.N.,các nguyên tố chủ yếu tham gia nước thải cacbon, hydro, ôxy nitơ ứng với công thức trung bình C12H26O6N chất bẩn nước thải có thành phần hữu vơ cơ, tồn dạng cặn lắng, chất rắn không lắng chất hòa tan dạng keo Thành phần chất bẩn nước thải sinh hoạt biểu diễn theo sơ đồ sau (hình 1.2): Hình 1.2 Thành phần chất bẩn nước thải sinh hoạt Tổng chất rắn thành phần vật lý đặc trưng nước thải Các chất rắn khơng hòa tan có hai dạng: chất rắn keo ch ất r ắn l l ửng Ch ất r ắn l lửng (SS) giữ lại giấy lọc kích thước lỗ 1,2µm, bao gồm chất rắn l lửng lắng không lắng GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm Bài báo cáo kỹ thuật mơi trường nhóm Trong trình sinh hoạt, người xả vào hệ thống thoát nước m ột lượng chất bẩn định, phần lớn loại cặn, chất hữu cơ, chất dinh dưỡng Đặc trưng nước thải sinh hoạt hàm lượng chất hữu lớn ( từ 55 đến 65% tổng lượng chất bẩn), chứa nhiều vi sinh vật, có vi sinh v ật gây bệnh Trong nước thải đô thị tổng số coliform từ 10 đến 109 MPN/100ml, fecal coliform từ 104 đến 107 MPN/100ml Như nước thải sinh hoạt với khối lượng lớn, hàm lượng chất bẩn cao, nhiều vi khuẩn gây bệnh nguồn gây nhiễm mơi trường nước - 1.1.3 Tính chất: a Tính chất vật lý: Màu : nước thải sinh hoạt có màu xám đen Mùi : hơi, khí sinh trình phân hủy thành phần nước thải b Tính chất hóa học: Bảng 1.2 Thành phần nước thải sinh hoạt khu dân cư Chỉ tiêu Tổng chất rắn (TS), mg/l - Chất rắn hòa tan (TDS), mg/l - Chất rắn lơ lửng (SS), mg/l BOD5, mg/l Tổng Nitơ, mg/l - Nitơ hữu cơ, mg/l - Nitơ Amoni, mg.l - Nitơ Nitrit, mg/l - Nitơ Nitrat, mg/l Clorua, mg/l Độ kiềm mgCaCO3/l Tổng chất béo, mg/l Tổng Photpho, mg/l GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm Trong khoảng Trung bình Giá trị cho phép (QCVN-14-2008) 350 – 1200 720 Cột A 550 Cột B 1100 250 – 850 500 500 1000 100 – 350 110 – 400 20 – 85 – 35 12 – 50 – 0.1 0.1 – 0.4 30 – 100 50 – 200 50 – 150 220 220 40 15 25 0.05 0.2 50 100 100 50 30 100 50 10 30 50 20 50 10 Bài báo cáo kỹ thuật mơi trường nhóm 1.2 Nghiên cứu ứng dụng: 1.2.1 Nghiên cứu: a Sơ đồ nghiên cứu chung: Hình 1.3 Sơ đồ quy trình xử lý nước thải sinh hoạt b Thuyết minh: Nước thải từ khu vệ sinh, ăn uống, tắm rửa tập trung bể điều hòa • Bể điều hòa nơi tập trung nước thải thành nguồn Nước thải điều hòa luư lượng nồng độ chất bẩn trước qua công đoạn xử lý Để tránh trình phân hủy kị khí phát sinh mùi tạo điều kiện xử lý số tạp chất hữu dễ phân hủy, bể điều hòa cấp khí liên tục Từ bể điều hòa, nước thải tiếp tục bơm qua bể MBR để thực q trình xử lý GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm Bài báo cáo kỹ thuật mơi trường nhóm • Bể MBR: cơng trình đơn vị có lắp đặt modul màng siêu lọc MBR Công nghệ lọc nước thải màng MBR công nghệ tiên tiến bậc hi ện nay, ứng dụng rộng rãi nhiều nước thể giới Khơng khí đưa vào tăng cường máy nén khí qua hệ thống phân phối khí đáy bể, đảm bảo lượng oxi hòa tan nước thải > 2mg/l Như diễn q trình phân hủy hiếu khí triệt để, sản phẩm trình chủ yếu khí CO2, H2O sinh khối vi sinh vật, sản phẩm chứa nito lưu huỳnh vi sinh vật hiếu khí chuy ển thành dạng NO3- , SO42- chúng tiếp tục bị khử nitrate, khử sullfate vi sinh vật Màng MBR đ ược cấu tạo từ vật liệu PDFV, có kích thước mao màng cực nhỏ 0,01 – 0,2 micro nên dễ dàng phân tách pha rắn pha lỏng, nhờ kích thước nhỏ khe lọc sợi màng nên cho phân tử nước qua m ột số chất hữu cơ, vô hòa tan qua, hệ vsv bám dính khơng thể qua nước sau qua màng MBR ổn định Để trì trạng thái hoạt động tốt màng lượng nước thẩm thấu qua màng lưu lượng cao, màng MBR lập trình chế độ hoạt động bao gồm chu trình l ọc rửa song song Chu trình lọc thường hoạt động khoảng 10 phút chu trình rửa hoạt động – phút Nước thải bể MBR thẩm thấu qua màng nhờ áp suất âm bơm sau dẫn bể trung gian thải hệ thống thoát nước chung khu vực, nước thỉa sau qua màng đạt Quy chuẩn QCVN 14:2008/BTMT, quy chuẩn kỷ thuật quốc gia nước thải sinh hoạt Bùn sinh trình xử lý thải bỏ bể chứa bùn Bể chứa bùn có nhiệm vụ lắng bùn, tách bùn với nước Bùn sau tách nước bơm hút định kỳ để xử lý GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm Bài báo cáo kỹ thuật mơi trường nhóm Bảng 1.3: QCVN 14 : 2008/BTMT Đơn vị TT Giá trị C Thông số A B - 5–9 5–9 BOD5 (20 0C) mg/l 30 50 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 50 100 Tổng chất rắn hòa tan mg/l 500 1000 1.0 4.0 pH Sunfua (tính theo H2S) mg/l Amoni (tính theo N) mg/l 10 Nitrat (NO3-)(tính theo N) mg/l 30 50 Dầu mỡ động, thực vật mg/l 10 20 Tổng chất hoạt động bề mặt mg/l 10 Phosphat (PO43-)(tính theo P) mg/l 10 3.000 5.000 MPN/ Tổng Coliforms 100 ml Cột A quy định giá trị C thông s ố chất gây ô nhi ễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép nước thải sinh hoạt thải vào nguồn nước dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.Cột B quy định giá trị C thông số chất gây ô nhi ễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép nước thải sinh hoạt thải vào nguồn nước khơng dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm Bài báo cáo kỹ thuật mơi trường nhóm 1.2.2 Bể lắng hai vỏ (bể lắng Imhoff): a Nghiên cứu: Bể lắng hai vỏ Imhoff đề xuất từ năm 1906 Đó bể chứa hình tròn hình chữ nhật mặt Hình 1.4 Sơ đồ cấu tạo bể lắng hai vỏ 1.Máng dẫn nước vào; Ngăn phân phối nước thải; Máng lắng; Sàn công tác; Khe hở để bùn cặn vào ngăn lên men; Ống xả cặn Phần bể máng lắng, phần ngăn lên men bùn cặn Nước chuyển động qua máng lắng theo nguyên tắc giống bể ngang Với vận tốc nhỏ (v = đến 10 mm/s) hạt cặn lắng xuống, qua khe rộng 0,12 ÷ 0,15m rơi vào ngăn lên men GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm Bài báo cáo kỹ thuật môi trường nhóm Để tránh cho nước lắng khơng bẩn lại váng bọt lên, gờ máng lắng đặt chênh lệch khoảng 0,15m Thời gian nước lưu lại máng lắng thường 1,5h Hiệu lắng máng lắng thường 55 ÷ 60% Hình 1.5 Sơ đồ tiết diện ngang máng lắng Trong ngăn lên men, bùn cặn giữ lại từ đến tháng, phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ nước thải nhiệt độ môi trường Tuy nhiên, trình lên men bùn cặn dừng lại mức độ lên men axit, chất hữu phân hủy khoáng 40% Độ ẩm bùn cặn thay đổi từ 95% lớp 85% lớp (độ ẩm trung bình bùn cặn chọn 90%), bùn cặn lên men thường xả 10 ngày/ lần Bể lắng hai vỏ sử dụng rộng rãi nhiều nơi giới với công suất xử lý từ hàng chục đến hàng nghìn mét khối nước thải ngày Bể lắng hai vỏ chia làm phần: phần máng lắng phần ngăn lên men Nếu ngăn lên men chứa thêm bùn hoạt tính dư bùn màng snh vật từ bể lắng đợt hai dung tích phải tăng thêm 70 – 80% Bể dễ xây dựng, đơn giản việc quản lý, hiệu suất lắng từ 50 ÷ 55% Tuy nhiên có nhược điểm độ sâu lớn nên thích hợp cho nơi có mực nước ngầm thấp, khoảng 2/3 thể tích bể thể tích chết nên hiệu q sử dụng tích thấp, bể khơng thu khí, váng dễ bị tạo thành bịt khe hở màng lắng… GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm 10 Bài báo cáo kỹ thuật mơi trường nhóm Hình 2.5 Sơ đồ cơng nghệ hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi Q= 500m3/ngày Thuyết Minh Công Nghệ + Nước thải từ chuồng trại thu gom hố thu tập trung từ bơm vào hầm Biogas, hỗn hợp phân nước thải chăn nuôi phân hủy kỵ khí sinh khí gas, hệ thống ống thu khí lắp xung quanh hầm hình 2.4 GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm 23 Bài báo cáo kỹ thuật mơi trường nhóm Hình 2.6 Hầm Biogas phủ nhựa Vì hầm Biogas sử dụng vật liệu HDPE nhập nên chất lượng 10 năm thời gian sinh khí năm Sau thời gian hầm phải cải tạo phục hồi sơ với chi phí thấp Nước thải sau hầm Biogas giảm hàm lượng BOD khoảng 50% SS, Nước tiếp tục di chuyển qua bể xử lý điều hòa bể lắng 1, nhằm loại bỏ cặn lớn bị theo dòng nước tránh gây nghẹt bơm Nước thải bơm qua hai bể xử lý thiếu khí hiếu khí Tại hai bể này, q trình oxy hóa chất hữu cơ, Nito, Photpho vi sinh vật hiếu khí bùn hoạt tính diện sẵn bể Nước thải sau bể Hiếu khí gần giảm tồn lượng chất nhiễm tự chảy sang bể lắng để tách hỗn hợp nước thải bùn vi sinh trình lắng thông thường Phần nước sau lắng chảy sang cơng trình xử lý tiếp theo, hỗn hợp bùn vi sinh tuần hoàn lại đảm bảo cho trình xử lý Nước lưu trữ Hồ hồn thiện, chủ trang trại sử dụng nước từ hồ cho mục đích khác tưới cây, tưới rau,… Nước từ hồ phần bơm qua bể khử trùng trước thải Đến nước thải gần hoàn toàn mặt GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm 24 Bài báo cáo kỹ thuật môi trường nhóm Tùy vào diện tích mà chủ trang trại xây dựng hệ thống bê tơng cốt thép, lót nhựa HDPE với chi phí thấp, hai kiểu xây dựng mơ tả hình 2.5 Hình 2.7 Bể hiếu xây dựng nhựa HDPE khí cơng nghệ xử lý nước thải chăn ni Hình 2.8 Chất lượng nước sau xử lý nước thải chăn nuôi heo Nhận thấy chất lượng nước sau xử lý tiêu đạt QCVN GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm 25 Bài báo cáo kỹ thuật mơi trường nhóm XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN: 3.1 Tổng quan nước thải thủy sản: 3.1.1 Nguồn gốc: Cùng với phát tri ển theo năm ngành chế bi ến thủy hải sản đưa vào môi trường lượng nước thải lớn, gây ô nhi ễm nghiêm trọng nguồn nước Nước thải ngành chứa phần lớn chất thải hữu có nguồn gốc từ đ ộng vật có thành phần chủ y ếu protein ch ất béo Trong hai thành phần này, chất béo khó bị phân hủy vi sinh vật Các chất hữu chứa nước thải chế biến thủy sản chủ yếu d ễ bị phân hủy Trong nước thải chứa chất cacbonhydrat, protein, ch ất béo,… xả vào nguồn nước làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan n ước vi sinh vật sử dụng ơxy hòa tan đ ể phân h ủy ch ất h ữu c N ồng đ ộ oxy hòa tan 50% bão hòa có khả gây ảnh hưởng tới s ự phát tri ển c tơm, cá Oxy hòa tan giảm khơng gây suy thoái tài nguyên th ủy s ản mà làm giảm khả tự làm nguồn nước, dẫn đến gi ảm chất lượng nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục có màu, hạn chế độ sâu tầng nước ánh sáng chi ếu xu ống, gây ảnh hưởng tới trình quang hợp tảo, rong rêu,… Chất rắn l l ửng tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên th ủy sinh đ ồng th ời gây tác hại mặt cảm quan (tăng độ đục nguồn nước) gây bồi lắng lòng sơng, cản trở lưu thông nước tàu bè,… Nồng độ chất nitơ, photpho cao gây tượng phát triển bùng nổ loài tảo, đến mức độ gi ới hạn tảo b ị ch ết phân hủy gây nên tượng thiếu oxy Nếu n ồng độ oxy gi ảm t ới gây tượng thủy vực chết ảnh hưởng tới chất lượng nước thủy vực Ngoài ra, loài tảo mặt nước tạo thành lớp màng ến cho bên d ưới ánh sáng Q trình quang hợp thực vật tầng b ị ng ưng trệ Tất tượng gây tác động xấu tới chất lượng nước, ảnh hưởng tới hệ thủy sinh, nghề nuôi trồng thủy sản, du lịch cấp n ước Amonia độc cho tôm, cá dù nồng độ nhỏ Nồng độ làm chết tôm, cá từ 1,2, mg/l Tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi tr ồng thủy sản nhi ều qu ốc gia yêu cầu nồng độ Amonia không vượt 1mg/l Các vi sinh vật đặc biệt vi khuẩn gây bệnh trứng giun sán nguồn nước nguồn ô nhiễm đặc biệt Con người trực tiếp sử dụng nguồn nước nhiễm bẩn hay qua nhân tố lây bệnh truy ền dẫn b ệnh d ịch cho người bệnh lỵ, thương hàn, bại liệt, nhiễm khuẩn đường tiết niệu, tiêu chảy cấp tính,… GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm 26 Bài báo cáo kỹ thuật mơi trường nhóm Hình 3.1 Nước thải chế biến thủy sản 3.1.2 Thành phần: Ô nhiễm nước thải sở chế biến thuỷ sản gồm nước thải sản xuất nước thải sinh hoạt: Nước thải sản xuất: sinh trình chế biến n ước v ệ sinh nhà xưởng, máy móc, thiết bị,… Thành phần nước thải có chứa ch ất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, chất cặn bã, vi sinh v ật dầu m ỡ Lưu l ượng thành phần nước thải chế biến thủy sản khác nhà máy tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu sử dụng, thành phần chất sử dụng chế biến (các chất tẩy rửa, phụ gia,…) Nước thải sinh hoạt: sinh khu vực v ệ sinh nhà ăn Thành phần nước thải có chứa cặn bã, chất rắn l lửng, ch ất hữu c ơ, chất dinh dưỡng vi sinh GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm 27 Bài báo cáo kỹ thuật mơi trường nhóm Bảng 3.1 Thành phần nước thải thủy sản 3.2 Nghiên cứu ứng dụng xử lý nước thải thủy sản: 3.2.1 Nghiên cứu: Hiện nay,có nhiều nghiên cứu cho việc xử lý nước thải thủy sản : phương pháp xử lý học, hóa học, lý học, sinh học,… 3.2.2 Phương pháp xử lý học a Sơ đồ quy trình: Hình 3.2 Xử lý nước thải thủy sản phương pháp học GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm 28 Bài báo cáo kỹ thuật mơi trường nhóm b Thuyết minh quy trình: - Song chắn rác: nhằm giữ cặn bẩn có kích thước lớn hay dạng sợi : giấy, rau, cỏ… gọi chung rác Rác chuyển tới máy nghiền nhỏ chuyển tới bể phân hủy cặn (bể metan) Đối với tạp chất < 5mm thường dùng lước chắn rác - Bể lắng cát: dùng để tách chất bẩn vô xỉ than, cát…ra khỏi nước thả Sau cát phơi khơ tái sử dụng cho xây dựng - Bể lắng: dùng để tách chất lơ lửng,dựa vào trọng lượng riêng mà dễ dàng tách khỏi so với trọng lượng riêng nước - Bể lắng đứng: dùng cho trạm xử lý có cơng suất 20.000m3/ngày đêm Nước thải dẫn vào ống trung tâm chuyển động từ lên theo phương thẳng đứng - Bể lắng ngang: dùng cho trạm xử lý có cơng suất > 15.000m3/ ngày đêm Trong bể, nước thải chuyển động theo phương ngang từ đầu bể tới cuối bể - Bể lắng ly tâm: dùng cho trạm xử lý có cơng suất > 20.000m3/ngày đêm Cặn dồn vào hố thu cặn, dàn quay tốc độ 23 vòng - Bể vớt dầu mỡ: thường áp dụng nước thải có dầu mỡ nhờ thiết bọ gạt chất - Bể lọc: nhằm tách chất trạng thái lơ lửng có kích thước nhỏ, cách cho qua lớp vật liệu lọc c Hệ quả: Có thể loại bỏ 60% tạp chất khơng hòa tan giảm BOD đến 30% Để tăng hiệu suất dùng biện pháp làm thống sơ bộ, thống gió đơng tụ sinh học, hiệu đạt 75% theo hàm lượng chất lơ lửng 40-50% theo BOD 3.2.3 Phương pháp hóa lý: Áp dụng q trình vật lý hóa học để đưa nước thải chất phản ứng đó, chất tạo thành cặn, hòa tan, khơng gây nhiễm mơi trường Giai đoạn xử lý độc lập kèm với phương pháp khác GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm 29 Bài báo cáo kỹ thuật môi trường nhóm 3.2.4 Quy trình chung cho xử lý nước thải thủy sản: a Quy trình xử lý chung: Hình 3.3 Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải thủy sản b Thuyết minh quy trình: Nước thải từ phân xưởng sản xuất theo mương dẫn công ty qua song chắn rác thô đến bể lắng cát đặt âm sâu đất, gi ữ l ại cát chất rắn lơ lửng có kích thước lớn để đảm bảo hoạt động ổn định cơng trình xử lý Trước vào b ể lắng cát, nước th ải dẫn qua thiết bị lọc rác thô nhằm loại bỏ chất rắn có kích th ước l ớn như: giấy, gỗ, nilông, cây,… khỏi nước thải Nước thải kh ỏi b ể l ắng cát đến hầm tiếp nhận bơm qua máy sàng rác (thi ết b ị l ọc rác tinh), t ại chất rắn có kích thước lớn 1mm tiếp tục tách kh ỏi n ước th ải GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm 30 Bài báo cáo kỹ thuật mơi trường nhóm để bảo vệ máy móc thiết bị cơng đoạn xử lý nước theo Sau n ước tự chảy xuống bể điều hòa Tại bể điều hòa, lưu lượng nồng độ nước thải ều hòa ổn định Trong bể, hệ thống máy khuấy trộn nhằm ổn định n ồng độ hợp chất nước thải, giá trị pH điều chỉnh đến thơng s ố tối ưu để q trình xử lý sinh học hoạt động tốt Nước thải bơm từ bể điều hòa vào bể UASB Tại b ể UASB, vi sinh vật dạng kỵ khí phân hủy chất hữu có nước th ải (hi ệu suất xử lý bể UASB tính theo COD, BOD đạt 60 – 80%) thành ch ất vơ c dạng đơn giản khí Biogas (CO2, CH4, H2S, NH3,…), theo phản ứng sau: Chất hữu + Vi sinh vật kỵ khí -> CO2 + CH4 + H2S + Sinh khối + … Sau bể UASB nước thải dẫn qua cụm bể anoxic b ể aerotank B ể anoxic kết hợp aerotank lựa chọn để xử lý tổng hợp: khử BOD, nitrat hóa, khử NH4+ khử NO3- thành N2, khử Phospho Với việc lựa chọn bể bùn hoạt tính xử lý kết hợp đan xen trình xử lý thi ếu khí, hi ếu khí t ận d ụng lượng cacbon khử BOD, khơng phải cấp thêm lượng cacbon từ ngồi vào cần khử NO3-, tiết kiệm 50% lượng oxy nitrat hóa khử NH4+ tận dụng lượng oxy từ q trình khử NO3- Nồng độ bùn hoạt tính bể dao động từ 1.000-3.000 mg MLSS/L Nồng độ bùn hoạt tính cao, tải trọng hữu áp dụng b ể l ớn Oxy (khơng khí) cấp vào bể aerotank máy th ổi khí (airblower) hệ thống phân phối khí có hiệu cao v ới kích th ước b ọt khí nh ỏ h ơn 10 µm Lượng khí cung cấp vào bể với mục đích: (1) cung cấp oxy cho vi sinh v ật hiếu khí chuyển hóa chất hữu hòa tan thành nước carbonic, nitơ hữu c ammonia thành nitrat NO3-, (2) xáo trộn nước thải bùn hoạt tính tạo điều kiện để vi sinh vật tiếp xúc tốt với chất cần xử lý, (3) gi ải phóng khí ức chế q trình sống vi sinh vật Các khí sinh trình vi sinh v ật phân gi ải ch ất ô nhiễm, (4) tác động tích cực đến q trình sinh sản vi sinh v ật T ải tr ọng chất hữu bể giai đoạn xử lý aerotank dao động từ 0,32-0,64 kg BOD/m3.ngày đêm Các q trình sinh hóa bể hi ếu khí th ể hi ện phương trình sau: Oxy hóa tổng hợp: COHNS (chất hữu cơ) + O2 + Chất dinh dưỡng + vi khuẩn hiếu khí -> CO + H2O + NH3 + C5H7O2N (tế bào vi khuẩn mới) + sản phẩm khác Hô hấp nội bào C5H7O2N (tế bào) + 5O2 + vi khuẩn -> 5CO2 + 2H2O + NH3 + E Bên cạnh q trình chuyển hóa chất hữu c thành carbonic CO nước H2O, vi khuẩn hiếu khí Nitrisomonas Nitrobacter oxy hóa ammonia NH3 thành nitrite NO2- cuối nitrate NO3- GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm 31 Bài báo cáo kỹ thuật mơi trường nhóm Vi khuẩn Nitrisomonas: 2NH + 3O2 -> 2NO2- + 4H+ + 2H2O Vi khuẩn Nitrobacter: 22NO + O2-> NO3Tổng hợp phương trình trên: 4+ NH + 2O2-> NO3- + 2H+ + H2O Lượng oxy O2 cần thiết để oxy hóa hoàn toàn ammonia NH4+ 4,57g O2/g N với 3,43g O2/g dùng cho trình nitrite 1,14g O 2/g NO2 bị oxy hóa Trên sở đó, ta có phương trình tổng hợp sau: 4+ NH4+ + 1,731O2 + 1,962HCO3- -> 0,038C5H7O2N + 0,962NO3- + 1,077H2O + 1,769H+ Phương trình cho thấy (01)g nitơ ammonia (N-NH 3) chuyển hóa sử dụng 3,96g oxy O2, có 0,31g tế bào (C5H7O2N) hình thành, 7,01g kiềm CaCO3 tách 0,16g carbon vô sử dụng để tạo thành tế bào Quá trình khử nitơ (denitrification) từ nitrate NO3- thành nitơ dạng khí N2 đảm bảo nồng độ nitơ nước đầu đạt tiêu chuẩn môi trường Quá trình sinh học khử Nitơ liên quan đến trình oxy hóa sinh học nhiều chất hữu nước thải sử dụng Nitrate nitrite chất nhận điện tử thay dùng oxy Trong ều kiện khơng có DO nồng độ DO giới hạn ≤ mg O2/L (điều kiện thiếu khí) C10H19O3N + 10NO3- -> 5N2 + 10CO2 + 3H2O + NH3 + 100H+ Q trình chuyển hóa thực vi khuẩn kh nitrate chi ếm khoảng 10-80% khối lượng vi khuẩn (bùn) Tốc độ khử nitơ đặc biệt dao động 0,04g đến 0,42g N-NO3-/g MLVSS.ngày, tỷ lệ F/M cao tốc độ khử tơ lớn Nước sau cụm bể anoxic – aerotank tự chảy vào bể lắng Bùn giữ lại đáy bể lắng Một phần tuần hoàn lại bể anoxic, phần đưa đến bể chứa bùn Tiếp theo, nước chảy qua bể trung gian để chuẩn bị trình lọc áp lực Bể lọc áp lực gồm l ớp vật li ệu: s ỏi đ ỡ, cát th ạch anh than hoạt tính để loại bỏ hợp chất hữu hòa tan, nguyên t ố d ạng vết, chất khó khơng phân giải sinh học halogen hữu nhằm xử lý tiêu đạt yêu cầu quy định Nước th ải thủy hải sản sau qua bể lọc áp lực qua bể khử trùng trước nước thải x ả th ải vào ngu ồn tiếp nhận Bùn bể chứa bùn bơm qua máy ép bùn Bánh bùn quan chức thu gom xử lý theo quy định Tại b ể ch ứa bùn, khơng khí cấp vào bể để tránh mùi hôi sinh phân h ủy sinh h ọc ch ất hữu GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm 32 Bài báo cáo kỹ thuật môi trường nhóm 3.2.5 Ứng dụng: 3.2.6 Cơng nghệ xử lý nước thải phương pháp sinh học công ty Somico: Thành phần nước thải phát sinh từ ngành cơng nghiệp chế biến thủy sản có chứa chủ yếu hợp chất hữu có khả phân hủy sinh h ọc, h ợp chất nitơ, photpho cao Vì thế, phương pháp xử lý nước thải sinh học áp dụng có hiệu để xử lý nước thải từ chế biến thủy s ản Các ph ương pháp sinh học thường áp dụng: (1) kết hợp hai q trình k ỵ khí hiếu khí cụm bể UASB bể bùn hoạt tính lơ l ửng hi ếu khí (activated sludge) bể thiếu khí (bể anoxic); (2) xử lý sinh học hiếu khí cụm bể bùn hoạt tính lơ lửng hiếu khí (activated sludge) b ể thi ếu khí (b ể anoxic); (3) mương oxy hóa Tùy thuộc vào nguồn tiếp nhận nước thải QCVN 11:2008, cột B hay Cột A, hay quy định KCN nhà máy ch ế bi ến th ủy s ản nằm KCN mà hệ thống xử lý nước thải khơng cần cần phải có bước tiền xử lý hay trình xử lý bậc ba Một đặc điểm cần phải quan tâm xử lý nước thải chế biến thủy sản hàm lượng dầu & mỡ cao, đặc biệt doanh nghi ệp ch ế bi ến cá da trơn Đây nguyên nhân gây không hiệu qu ả cơng trình xử lý sinh học phía sau n ồng đ ộ d ầu & m ỡ không đ ược loại bỏ triệt để Do đó, cơng đoạn tách dầu mỡ bước quan tr ọng đ ối v ới toàn hệ thống xử lý Các công nghệ áp dụng bước ti ền xử lý bao gồm: (1) mương tách mỡ bể tuyển áp lực khí hồ tan; (2) k ết h ợp q trình keo tụ/tạo bơng tuyển áp lực khí hồ tan; (3) ển n ổi siêu nông kết hợp keo tụ Đối với trình xử lý bậc ba, phương pháp áp dụng bao gồm: (1) khử trùng; (2) lọc áp lực khử trùng; (3) keo tụ/tạo khử trùng Đối với công nghệ chế biến tôm, nồng độ photpho nước th ải thường cao nên dây chuyền công nghệ xử lý, kết hợp gi ữa trình keo tụ/tạo bơng sinh học (kỵ khí, hiếu khí thi ếu khí) đ ược áp dụng có hiệu Q trình keo tụ/tạo bơng áp dụng bước ban đ ầu để loại bỏ hợp chất photpho, phần chất hữu n ước th ải làm giảm trở ngại cho trình sinh học phía sau Các q trình sinh h ọc x lý chất hữu (BOD5) đạt quy chuẩn cho phép Bùn phát sinh từ h ệ th ống xừ lý tái sử dụng làm compost Lựa chọn phương pháp xử lý phụ thuộc vào nhiều yếu tố quy chuẩn/tiêu chuẩn đầu ra, thành phần, lưu lượng nước thải, giá thành x lý Nh ững công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy sản phù hợp khuy ến khích l ựa chọn áp dụng trình bày Hình sau GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm 33 Bài báo cáo kỹ thuật mơi trường nhóm Hình 3.4 Giai đoạn tiền xử lý Hình 3.5 Giai đoạn xử lý nước bậc GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm 34 Bài báo cáo kỹ thuật mơi trường nhóm Hình 3.6 Giai đoạn xử lý bậc 3.2.6.1 Công nghệ xử lý nước thải AAO & MBB Hình 3.7 Quy trình cơng nghệ GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm 35 Bài báo cáo kỹ thuật mơi trường nhóm Nước thải từ phân xưởng sản xuất theo mạng lưới thoát nước riêng dẫn đến bể lắng cát đặt âm sâu đất, giữ lại cát chất rắn lơ lửng có kích thước lớn để đảm bảo hoạt động ổn định cơng trình xử lý Trước vào bể lắng cát, nước thải dẫn qua thiết bị lọc rác thơ nhằm loại bỏ chất rắn có kích thước lớn như: giấy, gỗ, nilông, … khỏi nước thải Nước thải khỏi bể lắng cát đến hầm tiếp nhận bơm qua máy sàng rác để loại bỏ chất rắn có kích thước lớn 1mm Sau nước tự chảy xuống bể điều hòa Tại bể điều hòa, máy khuấy trộn chìm hòa trộn đồng nước thải tồn diện tích bể, ngăn ngừa tượng lắng cặn bể sinh mùi khó chịu, đồng thời có chức điều hòa lưu lượng nồng độ nước thải đầu vào Nước thải bơm từ bể điều hòa vào bể UASB Tại bể UASB, vi sinh vật kỵ khí phân hủy chất hữu có nước thải thành chất vô dạng đơn giản khí Biogas (CO2, CH4, H2S, NH3…), theo phản ứng sau : Chất hữu + Vi sinh vật kỵ khí → CO2 + CH4 + H2S + Sinh khối + … Sau bể UASB nước thải dẫn qua cụm bể anoxic MBBR Bể anoxic kết hợpMBBR bước tiến lớn kỹ thuật xử lý nước thải Giá thể có dạng cầu với diện tích tiếp xúc đáng nể: 350 m2- 400 m2/1 m3 Nhờ trao đổi chất, nitrat hóa diễn nhanh nhờ vào mật độ vi sinh lớn tập trung giá thể lưu động Vi sinh di động khắp nơi bể, lúc xuống lúc lên, lúc trái lúc phải “ngôi nhà” giá thể lưu động Lượng khí cấp cho q trình xử lý hiếu khí đủ để giá thể lưu động giá thể nhẹ, xấp xỉ khối lượng riêng nước Do tế bào vi sinh có “nhà” để (bám dính) nên không cần bể lắng sinh học mà lọc thô khử trùng nước Khi cần tăng công suất lên 10-30% cần thêm giá thể vào bể Tiếp theo, nước chảy qua bể anoxic kết hợp MBBR bơm lên bể lọc áp lực gồm lớp vật liệu: sỏi đỡ, cát thạch anh than hoạt tính để loại bỏ hợp chất hữu hòa tan, nguyên tố dạng vết, chất khó khơng phân giải sinh học Nước thải sau qua bể lọc áp lực qua bể nano dạng khơ để loại bỏ lượng SS lại, đồng thời khử trùng nước thải Nước sau qua bể nano dạng khô đạt yêu cầu xả thải vào nguồn tiếp nhận theo quy định hành pháp luật Bùn bể chứa bùn được bơm qua máy ép bùn băng tải để loại bỏ nước, giảm khối tích bùn Bùn khơ quan chức thu gom xử lý định kỳ Tại bể chứa bùn, khơng khí cấp vào bể để tránh mùi hôi sinh phân hủy sinh học chất hữu Sau bể UASB nước thải dẫn qua cụm bể anoxic MBBR Bể anoxic kết hợpMBBR bước tiến lớn kỹ thuật xử lý nước thải Giá thể có dạng cầu với diện tích tiếp xúc đáng nể: 350 m2- 400 m2/1 m3 Nhờ trao đổi chất, nitrat hóa diễn nhanh nhờ vào mật độ vi sinh lớn tập trung giá thể lưu động GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm 36 Bài báo cáo kỹ thuật mơi trường nhóm Vi sinh di động khắp nơi bể, lúc xuống lúc lên, lúc trái lúc phải “ngôi nhà” giá thể lưu động Lượng khí cấp cho q trình xử lý hiếu khí đủ để giá thể lưu động giá thể nhẹ, xấp xỉ khối lượng riêng nước Do tế bào vi sinh có “nhà” để (bám dính) nên khơng cần bể lắng sinh học mà lọc thô khử trùng nước Khi cần tăng công suất lên 10-30% cần thêm giá thể vào bể Tiếp theo, nước chảy qua bể anoxic kết hợp MBBR bơm lên bể lọc áp lực gồm lớp vật liệu: sỏi đỡ, cát thạch anh than hoạt tính để loại bỏ hợp chất hữu hòa tan, nguyên tố dạng vết, chất khó khơng phân giải sinh học Nước thải sau qua bể lọc áp lực qua bể nano dạng khô để loại bỏ lượng SS lại, đồng thời khử trùng nước thải Nước sau qua bể nano dạng khô đạt yêu cầu xả thải vào nguồn tiếp nhận theo quy định hành pháp luật Bùn bể chứa bùn được bơm qua máy ép bùn băng tải để loại bỏ nước, giảm khối tích bùn Bùn khơ quan chức thu gom xử lý định kỳ Tại bể chứa bùn, khơng khí cấp vào bể để tránh mùi hôi sinh phân hủy sinh học chất hữu GVHD: ThS Lê Tấn Thanh Lâm 37 ... phần nước thải thủy sản 3.2 Nghiên cứu ứng dụng xử lý nước thải thủy sản: 3.2.1 Nghiên cứu: Hiện nay,có nhiều nghiên cứu cho việc xử lý nước thải thủy sản : phương pháp xử lý học, hóa học, lý học,... Hình 3.1 Nước thải chế biến thủy sản 3.1.2 Thành phần: Ô nhiễm nước thải sở chế biến thuỷ sản gồm nước thải sản xuất nước thải sinh hoạt: Nước thải sản xuất: sinh trình chế biến n ước v ệ sinh nhà... dụng: Do nước thải chăn nuôi giàu thành phần hữu nên dễ áp dụng phương pháp xử lý sinh học Mục tiêu xử lý sinh học nước thải loại bỏ chất ô nhiễm trình chuyển hóa tổng hợp sinh khối tác nhân sinh