thiết kế hệ thống xử lý nước thải thủy sản của nhà máy chế biến thủy sản công ty cổ phần đồ hộp tấn phát 4500 tấn sản phẩm năm

Nước thải sẽ được tiền xử lý qua song chắn rác, lưới lọc rác tinh để loại bỏ rác thô và rác tinh, sau đó qua bể điều hòa sục khí để điều tiết lưu lượng và cân bằng nồng độ các chất ô nhi

Nước thải thủy sản với nồng độ các chất hữu cơ cao có khả năng gây ảnh hưởng xấu đến môi trường nếu không được xử lý tốt Để tránh ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và môi trường xung quanh, Công ty cổ phần đồ hộp Tấn Phát phải thiết kế hệ thống xử lý nước thải thủy sản đạt yêu cầu tiếp nhận của trạm xử lý nước thải tập trung khu công nghiệp, loại B QCVN 11: 2015/ BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải thủy sản Đề tài: “ Thiết kế hệ thống xử lý nước thải thủy sản của nhà máy chế biến thủy sản Công ty cổ phần đồ hộp Tấn Phát 4500 tấn sản phẩm/ năm” được thực hiện với mục đích xử lý các thông số ô nhiễm chính như sau: BOD (1803 mg / l), COD (2320 mg / l),

SS (790 mg/l), Tổng Nitơ (110 mg/l), Tổng photpho (45 mg/l), dầu mỡ (150 mg/l), Coliform (6 MPN/100ml) Các công trình xử lý chính được đề xuất thiết kế trong

đồ án này là: Bể tuyển nổi, UASB, Anoxic, Aerotank và Bể lắng Nước thải sẽ được tiền

xử lý qua song chắn rác, lưới lọc rác tinh để loại bỏ rác thô và rác tinh, sau đó qua bể điều hòa sục khí để điều tiết lưu lượng và cân bằng nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải trước khi được đưa vào các công trình phía sau Ước tính chất lượng nước sau khi xử lý đạt như sau: BOD (3,1 mg/L), COD (5,56 mg/L), SS (28,8 mg/L), Tổng Nitơ (11,4 mg/L), Tổng Photpho (8,2 mg/L), dầu mỡ (15 mg/L), Coliform (3000 MNP/100ml), bảo đảm nước thải đầu ra đạt yêu cầu theo quy chuẩn

ABSTRACT

Wastewater from aquatic products processing with high organic concentration without carefully treatment potentially destroys the environment In order to avoid negative impacts on public health and the environment, Tan Phat Canned Food Joint Stock Company has to design a waste water treatment system to meet the inlet demand of industrial wastewater treatment plant, column B of QCVN 11: 2015 / BTNMT - National technical regulation on aquatic products processing wastewater The dissertation,

"Designing wastewater treatment system of aquatic products processing factory, Tan Phat Canning Joint Stock Company 4500 tons of products per year" was done to design a treatment system of main pollutants such as: BOD (1803 mg/l), COD (2320 mg/l), SS (790 mg/l), total nitrogen (110 mg/l), total phosphorus (45 mg/l), grease (150 mg/l), coliform (6 × 10 ^ 4 MPN/100ml) The proposed technologies in this project included: Flotation tank, UASB, Anoxic, Aerotank and Sedimentation tank Waste water was pre-treated by coarse and fine screening then it went through a regulating tank to regulate the flow and balance the concentration of pollutants in wastewater before being taken to next stages The quality of treated wastewater estimated as: BOD (3,1mg/L), COD (5,56mg/L), SS (28,8 mg/L), The total nitrogen (11,4 mg/L), The total phosphorus ( 8,2 mg/L) Grease (15mg/L), Coliform (97,5MNP/100ml), effluent satisfied the requirement

MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong quá trình phát triển không ngừng của xã hội, loài người đã đạt được thành tựu to lớn trong các lĩnh vực kinh tế, xã hội với một trình độ khoa học kỹ thuật hiện đại, nhưng đồng thời cũng gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng cho môi trường, đặc biệt

là môi trường nước

Là một quốc gia ven biển với diện tích vùng biển rộng gấp ba diện tích đất liền, chứa đựng nhiều tài nguyên và nguồn lợi phong phú Việt Nam dựa vào tiềm năng này

để phát triển kinh tế biển; kéo theo đó là sự phát triển của ngành chế biến thủy sản

Do đặc điểm công nghệ của ngành, ngành chế biến thuỷ sản đã thải ra môi trường một lượng lớn nước thải cùng với các chất thải rắn và khí thải, gây ô nhiễm đến các nguồn nước và gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe của cộng đồng xung quanh Vấn đề ô nhiễm của các công ty chế thủy sản đang là mối quan tâm hàng đầu của các nhà quản lý môi trường Việc nghiên cứu xử lý nước thải cho ngành chế biến thuỷ sản, cũng như các ngành công nghiệp khác đang là một yêu cầu cấp thiết đặt ra không chỉ đối với những nhà làm công tác bảo vệ môi trường mà còn cho tất cả mọi người chúng ta

Vì vậy, để phát triển mà không làm suy thoái môi trường đặc biệt là môi trường nước thì việc đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải phù hợp là một yêu cầu cần thiết đảm bảo phát triển kinh tế bền vững

Do đó, việc đầu tư xây dựng một trạm xử lý nước thải cho Công ty cổ phần đồ hộp tấn Phát trước khi xả vào hệ thống kênh, rạch thoát nước tự nhiên là một yêu cầu cấp thiết, nhằm mục tiêu phát triển bền vững cho môi trường trong tương lai và bảo vệ sức khỏe cộng đồng

Chính vì lý do trên nên em đã chọn đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải

thủy sản của nhà máy chế biến thủy sản Công ty cổ phần đồ hộp Tấn Phát, với

4500 tấn sản phẩm/ năm” để làm đồ án tốt nghiệp

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Lựa chọn công nghệ và thiết kế hệ thống xử lý nước thải thủy sản của nhà máy chế biến thủy sản Công ty cổ phần đồ hộp Tấn Phát với 4500 tấn sản phẩm/ năm nhằm giảm thiểu các chỉ tiêu ô nhiễm có trong nước thải

Nước thải sau xử lý phải đạt cột B QCVN 11: 2015/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải thủy sản

1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Giới thiệu sơ bộ về Công ty cổ phần đồ hộp Tấn Phát

Xác định đặc tính nước thải thủy sản: lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải, khả năng gây ô nhiễm, nguồn xả thải

Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phù hợp với mức độ ô nhiễm của nước thải đầu vào

Tính toán, thiết kế các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải theo phương án đã được đề xuất

Dự toán chi phí xây dựng, thiết bị, hóa chất, chi phí vận hành trạm xử lý nước thải

Bố trí các bản vẽ của hệ thống xử lý nước thải bao gồm:

+ Sơ đồ công nghệ

+ Mặt bằng tổng thể hệ thống xử lý

+ Các bản vẽ chi tiết các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải

1.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

- Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập tài liệu về công ty, tìm hiểu thành

phần, tính chất nguồn nước và các số liệu cần thiết khác

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những công nghệ xử lý nước

thải thủy sản qua các tài liệu chuyên nghành

- Phương pháp tính toán: Sử dụng các công thức toán học để tính toán các công

trình đơn vị của hệ thống xử lý nước thải, chi phí xây dựng và vận hành hệ thống

- Phương pháp so sánh: So sánh ưu điểm và nhược điểm của các công nghệ xử

lý để đưa ra giải pháp xử lý tối ưu

- Phương pháp trao đổi ý kiến: Trong quá trình thực hiện đề tài đã tham khảo ý

kiến của giáo viên hướng dẫn để bài báo cáo được tốt hơn

- Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc công

nghệ xử lý nước thải

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN ĐỒ HỘP TẤN PHÁT 1.1.1 Thông tin liên lạc [13]

Công ty Cổ Phần đồ hộp Tấn Phát trụ sở chính: ấp 10, Xã Lương Hòa, Huyện Bến Lức, Tỉnh Long An Do ông Nguyễn Văn Triển là người đại diện pháp luật

- Cách sân bay Tuy Hòa 2 km, Ga đường sắt Phú Hiệp 0,7 km

1.1.3 Thông tin về hoạt động sản xuất [14]

Nước thải phát sinh chủ yếu từ các nguồn sau đây: Nước thải sản xuất, nước thải

vệ sinh công nghiệp và nước thải sinh hoạt

Nước thải sản xuất: sinh ra trong quá trình chế biến và nước thải vệ sinh công nghiệp (nhà xưởng, máy móc, thiết bị,…) Các khâu chế biến tạo ra nhiều nước thải là nhập nguyên liệu, sơ chế nguyên liệu, khâu rửa và chế biến

Nước thải sinh hoạt: Sinh ra tại các khu vực vệ sinh và nhà ăn

Trong đó nước thải sản xuất có mức độ ô nhiễm cao hơn cả Ngoài ra, trong nước thải của nhà máy chế biến thuỷ sản có chứa các thành phần hữu cơ mà khi bị phân huỷ

Cá ngừ

sẽ tạo ra các sản phẩm trung gian từ quá trình phân huỷ các acid béo không bão hoà, gây ô nhiễm môi trường, tạo mùi rất hôi khó chịu, gây ô nhiễm về mặt cảm quan và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ công nhân làm việc và cộng đồng cư dân

Hình 1.1 Sơ đồ Quy trình chế biến cá ngừ đóng hộp

Rã đông – Phân loại

Dầu thực vật, muối

Thuyết minh quy trình chế biến cá ngừ đóng hộp

 Rã đông – phân loại:

Cá ngừ được bắt từ biển lên được lạnh đông trên tàu,sau khi đưa vào nhà máy cá ngừ được đem rã đông để chế biến ngay hay có thể bảo quản trong thời gian ngắn theo hai cách sau đây: thời gian bắt đầu chế biến không quá 24 giờ sau khi nhập liệu thì chỉ ướp đá, nếu từ 24- 48 giờ thì ướp bằng nước đá và nước muối có nồng độ 2-3 % nếu trên 48 giờ thì đem cấp đông

Làm tan tinh thể trong cấu trúc mô cơ của cá, qua đó làm cho cá mềm hơn, giúp cho các quá trình sau diễn ra dễ dàng

Tiếp nhận cá ngừ tươi hoặc cá đông lạnh Tiến hành rã đông bằng cách dùng nước phun vào các sọt để làm tan đá, sau đó phải phân loại cá và rửa sơ bộ

Phân loại cá để loại bỏ cá không đủ chất lượng đồng thời phân theo kích cỡ:

Thời gian rửa phụ thuộc vào nhiệt độ và loại nguyên liệu, tuy nhiên phải diễn ra trong thời gian ngắn nhằm tránh lipid bị oxy hóa

Cá ngừ theo băng tải chuyển xuống bồn Công nhân ngồi xung quanh bồn rửa cá Sau đó cá được sắp xếp lên xe vận chuyển và đưa qua quá trình tiếp theo

Loại bỏ những phần không có hoặc rất ít dinh dưỡng của sản phẩm Quá trình cắt lưu ý không lấy cơ thịt sẫm ( hàm lượng histamine cao), chỉ lấy cơ thịt trắng

Những khay cá ngừ được đã chín được đặt trên 1 cái bàn có băng tải chạy xung quanh, những người công nhân sẽ bẻ đầu, cạo da, lấy xương theo nhóm Cá bẻ đầu rồi chuyển đến khâu cạo da, cá phải được cạo theo chiều của thịt, tránh làm thịt cá gãy, hao hụt, ta sẽ loại được vảy cá, da cá mà không làm gãy vụn Cá được cân sau đó lấy xương ra, chỉ tách xương sống của các khúc cá, còn các xương khác vẫn giữ nguyên Sau đó cá được làm sạch sơ bộ một lần nữa Tách xương để tang giá trị cảm quan khi xếp cá vào hộp Cuối quá trình người ta được hai loại thịt trắng và đỏ, những phụ phẩm sẽ được bổ sung vào thùng chứa bên ngoài

và nắp hộp, chuẩn bị tốt cho giai đoạn xếp hộp Hộp được kiểm tra xong đưa vào dây chuyền xếp hộp

Khi đưa cá vào hộp phải đạt các yêu cầu:

- Đảm bảo khối lượng cá và khoảng không gian để rót dịch đúng tỷ lệ quy định

- Đảm bảo các yêu cầu về điều kiện vệ sinh

- Đảm bảo hệ số truyền nhiệt và có điều kiện thuận lợi để tiệt trùng và bảo quản

- Không lẫn các tạp chất vào trong hộp

Khối lượng tịnh của đồ hộp là tổng khối lượng sản phẩm đựng trong bao bì Muốn đảm bảo khối lượng tịnh người ta phải cân sản phẩm trước khi xếp vào hộp, hoặc xếp vào hộp rồi cân và chỉnh lại theo đúng từng cỡ hộp, được ghép sai số:

- Nắp và hộp có dung lượng trên 1 kg thì sai số được phép là : 3 %

- Nắp và hộp có dung lượng dưới 1 kg thì sai số được phép là : 5 %

Ngoài việc đảm bảo khối lượng tịnh, khi xếp sản phẩm vào hộp phải đảm bảo tỉ

lệ giữa hai thành phần cái và nước, thong thường tỉ lệ cái là 60-70%

Khi xếp vào hộp có thể dùng tay hoặc bằng máy Sau khi xếp xong phải kiểm tra việc xếp này, dùng tay rửa lại những khúc cá làm cho bề mặt không phẳng, những khúc cá tróc da hay còn sót huyết, ruột…

Có thể được làm bằng phương pháp thủ công hay dùng máy Những lon rỗng được đưa vào, thiết bị vừa xếp cá vào lon vừa cân định lượng và sau đó đưa ra ngoài bằng hai băng tải song song

 Rót dịch:

Làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm, tạo màu sắc và hương vị đặc trưng cho sản phẩm cá đóng hộp Bên cạnh đó còn góp phần tăng cường khả năng bảo quản cho sản phẩm do lắp đày chỗ trống trong hộp để loại bớt khí trong hộp, tránh hiện tượng phồng hộp sau này

Trước khi rót dịch vào hộp thì dung dịch phải được gia nhiệt tới 80-900C để tăng

hệ số truyền nhiệt đồng thời tiến hành bài khí cho sản phẩm, lượng dịch rót vào hộp tùy thuộc vào lượng cá có trong hộp sao cho đảm bảo khối lượng tịnh của thành phẩm Không rót quá đầy mà nên luôn cách mép hộp 5mm hay 1/10 chiều cao hộp

Sau khi rót dịch thì ghép mí và đóng code

Quá trình này nhằm cách ly sản phẩm với môi trường nên có tác dụng bảo quản, ngoài ra quá trình này cũng tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm qua bao bì sử dụng Toàn bộ quá trình ghép mí được tự động hóa bằng máy ghép tự động, Máy gồm

có cơ cấu đưa hộp vào và lấy hộp ra, cơ cấu đậy nắp, bàn đưa hộp lên xuống, hệ thống ghép mí, động cơ điện và đai truyền động Khi máy hoạt động hộp đưa vào máy, đậy nắp, tiến đến vị trí ghép rồi đứng yên Cặp con lăn cuộn sẽ tiến vào cuộn mép thân và mép nắp, sau đó cặp con lăn ghép chặt mối ghép lại Sau khi ghép xong hộp được đưa

ra khỏi máy

Sau đó đóng code, đống code thường ghi: tên công ty, ngày, tháng, năm, giờ sản xuất, hạn sử dụng, loại nguyên liệu

Kiểm tra chất lượng sản phẩm, loại bỏ những đơn vị hư hỏng

Đồ hộp được bảo ôn trong kho ở 400C , độ ẩm tương đối 70-80% Thời gian bảo

ôn từ 14-20 ngày

Kho cần phải kín, khô ráo , sạch sẽ, dễ thoát nước, thong gió, thoát nhiệt Đồ hộp được xếp theo từng lô, cao không quá 10m, các hộp trong lô xếp xen kẽ nhau để tiện cho việc bốc dỡ hàng hoặc kiểm tra khi cần thiết

Hình 1.2 Sơ đồ Quy trình chế biến cá đông lạnh

Nhập liệu

Sơ chế Phân loại Rửa Xếp khay Cáp đông Đóng gói

Trữ đông

Bảo quản

Nhập liệu

Sơ chế Phân loại Rửa Xếp khay Cáp đông

Đóng gói

Trữ đông

Bảo quản

Thuyết minh quy trình:

Quy trình chế biến cá đông lạnh gồm các công đoạn chính sau:

 Công đoạn nhập liệu :

Chủ yếu dùng nước đá để ướp sản phẩm ban đầu, để bảo quản sản phẩm và dùng nước để vệ sinh Điện năng được sử dụng cho máy bơm nước

Chất thải phát sinh là nước thải chủ yếu từ quá trình vệ sinh, chứa nhiều chất cặn

lơ lửng, và có mùi hôi, tanh

 Sơ chế:

Cá tươi được đem đi cắt đầu, loại bỏ vảy, vây, bỏ nội tạng

Công đoạn này sử dụng lượng nước và năng lượng điện lớn

Chất thải gồm có: Nước thải sinh ra với lượng lớn có mùi hôi, tanh, chứa nhiều vảy, vụn phế thải thừa từ cá ở dạng lơ lửng, do đó có hàm lượng chất hữa cơ, protein, lipit cao Chất thải rắn là các phế thải như đầu, vảy, vây, nội tạng cá

- Phân loại: công đoạn này tiến hành phân loại kích cỡ sản phẩm theo yêu cầu

Cá được khử trùng bằng chlorine sau khi tách nội tạng vì giai đoạn tách nội tạng là nguồn gây ô nhiễm rất nghiêm trọng

Nước thải trong giai đoạn này có chứa hóa chất khử trùng

 Rửa:

Sau khi sơ chế và phân loại phải tiến hành rửa cá trong nước để loại bỏ nhớt ,máu

và các tạp chất Giai đoạn này tiêu thụ lượng nước và năng lượng lớn Nước thải sinh

 Đóng gói:

Khâu đóng gói được thực hiện với các máy hàn bao điện trở Sau khi sản phẩm được mạ băng thì được đóng gói theo từng loại, cỡ riêng biệt và xếp vào thùng carton rồi đưa vào kho trữ lạnh chờ xuất bán

Chất thải trong giai đoạn này chủ yếu là bao bì hỏng

 Trữ đông:

Sau khi cấp đông, sản phẩm đạt nhiệt độ tâm sản phẩm là -18OC, sản phẩm được đưa vào kho trữ, nhiệt độ cài đặt cho kho là - 20OC Thời gian trữ phụ thuộc vào lượng sản phẩm xuất ra bên ngoài

 Bảo quản:

Sản phẩm đông lạnh được bảo quản trong kho lưa trữ ở khoảng -20 OC

1.2.2 Thành phần, đặc trưng nước thải [3]

Thành phần trong nước thải sản xuất có chứa các chất hữu cơ có nguồn gốc từ động vật và có thành phần chủ yếu là protein và các chất béo, các chất rắn lơ lửng, các chất cặn bã, vi sinh vật và dầu mỡ Lưu lượng và thành phần nước thải chế biến thủy sản rất khác nhau giữa các nhà máy tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu sử dụng, và thành phần các chất sử dụng trong chế biến (các chất tẩy rửa, phụ gia…)

Thành phần trong nước thải sinh hoạt có chứa các cặn bã, các chất rắn lơ lửng, dầu mỡ, các chất tẩy rửa, chất hoạt động bề mặt , các chất dinh dưỡng và vi sinh vật

a.pH [3]

Bản thân pH không phải là một chất ô nhiễm nhưng nó là một yếu tố đặc trưng khá quan trọng vì nó biểu hiện độ ô nhiễm và là yếu tố quan trọng quyết định đến quá trình xử lý sinh học

Chất thải từ quá trình sản xuất công nghiệp đôi khi mang tính axit, nhưng thông thường là tính kiềm, pH  7 Điều này là do quá trình phân hủy các hợp chất protein và amoni

b.Hàm lượng chất rắn [3]

Chất rắn có thể hiện diện ở hai dạng hòa tan và lơ lửng Chất rắn lơ lửng liên quan đến nhiều vấn đề: sự hiện diện của chúng trong đường ống làm tắt nghẽn đường ống, hoặc sự hiện diện của chúng trong nước cấp có thể ảnh hưởng đến sức khỏe con người Nếu chúng ở dạng trôi nổi, thì người ta thường đặt các thiết bị nghiền nhỏ, chúng cũng trở thành chất rắn lơ lửng

Đối với chất rắn hòa tan thì nồng độ của chúng không những phụ thuộc vào độ

nhiễm bận của nước thải mà còn phụ thuộc vào chính nguồn nước cấp Theo một nguyên cứu gần đây thì người ta nhận thấy rằng có khoảng 65% tổng số chất rắn có mặt trong nước thải là có mặt sẵn trong nguồn nước cấp

Trong nước thường có các vụn thủy sản và các vụn này dể lắng, hàm lượng chất rắn lơ lững dao động khoảng 200 – 1000 (mg/L), giá trị thường gặp là 500 (mg/L)

c.Nhiệt độ[3]

Ngoại trừ nước thải từ quá trình nấu nướng và khử trùng trong công nghiệp chế biến đồ hợp, hầu hết nước thải thủy sản không thải ra nhiệt độ quá cao hoặc thấp ra môi trường xung quanh Nhiệt độ của nguồn tiếp nhận phải không được gia tăng quá

20C – 30C vì sự gia tăng nhiệt độ quá lớn sẽ làm mất trạng thái cân bằng và làm biến đổi nồng độ oxy hòa tan, vì thế đe dọa đến sự tồn tại của một số sinh vật Nước thải là quá trình sản xuất đồ hộp có thể làm mát nếu như nguồn tiếp nhận không đủ lớn để giới hạn sự gia tăng nhiệt độ ở khoảng 30C

d.Mùi [3]

Mùi có trong nước thải thủy sản gây ra bởi quá trình phân hủy các chất hữu cơ, làm phát sinh các chất như các hợp chất amin dễ bay hơi và thỉnh thoảng là khí amoniac, tạo mùi rất khó chịu và đặc trưng, gây ô nhiễm về mặt mĩ quan và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe công nhân làm việc

e.Chất hữu cơ [3]

e1 BOD

Nhu cầu oxy sinh học, đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải bằng cách đo lường lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa các hợp chất hữu cơ dưới tác dụng của các vi sinh Trong nước thải thủy sản, nhu cầu oxy sinh học này bắt nguồn từ hai nguồn: Hợp chất cacbon mà được sử dụng làm nguồn thức ăn cho các vi khuẩn hữu cơ hiếu khí, và lượng Nito – có mặt hợp chất thường thấy trong nước thải thủy sản, chẳng hạn như protein, các hợp chất amin dể bay hơi Hàm lượng BOD5 dao động từ (300 –

2000 (mg/L), giá trị điển hình là 1000 (mg/L)

e2 COD

Nước thải của phân xưởng chế biến thủy sản có hàm lượng COD dao động khoảng từ 300 – 3000 (mg/L), giá trị điển hình là 1500 (mg/L)

e3 Nito và photpho

Nước thải thủy sản cũng bị ô nhiễm chất dinh dưỡng với hàm lượng Nito khá cao tới 50 – 200 (mg/L), giá trị điển hình là 30 (mg/L) Ngoài ra trong nước thải của

nghành chế biến thủy sản hải sản có chứa các thành phần hữu cơ mà khi bị phân hủy

sẽ tạo ra các sản phẩm trung gian của sự phân hủy các axit béo không bão hòa tạo mùi rất khó chịu và đặc trưng, gây ô nhiễm về mặt cảm quan và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của công nhân làm việc Đối với các công ty thủy sản có sản xuất thêm các sản phẩm sản xuất khô, sản phẩm đóng hộp thì trong dây chuyền sản xuất sẽ có thêm công đoạn nướng, luộc, chiên thì trong thành phần của nước thải sẽ có thêm chất béo

và dầu

4 Hóa chất

Trong các nhà máy chế biến thủy sản động lạnh còn có một lượng nhỏ Clorine dùng để làm vệ sinh nhà xưởng,khi sử dụng sẽ sinh Cl2 phát tán vào không khí có thể gây hại về đường hô hấp cho người lao động, tuy nhiên lượng sử dụng cũng không nhiều, khoảng 60 tấn/năm

Các chất tẩy rửa và các tác nhân làm sạch khác, trong đó có nhiều hợp chất khó phân hủy

CHƯƠNG 2:

GIỚI THIỆU VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

THỦY SẢN 2.1 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CƠ HỌC

2.1.1 Song chắn rác:[4]

Song chắn rác đặt trước công trình làm sạch nước thải để loại bỏ tạp chất có trong nước thải (thịt vụn, đầu, xương cá ) nhằm đảm bảo cho máy bơm, các công trình

và thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định

Song chắn rác là các thanh đan xếp kế tiếp nhau với các khe hở từ 16 đến 50mm, các thanh có thể bằng thép, inox, nhựa hoặc gỗ Tiết diện hình chữ nhật, hình tròn hoặc elip Các song chắn rác đặt song song với nhau, nghiêng về phía dòng nước chảy một góc 50 đến 900

để giữ rác lại Tùy theo kích thước khe hở, SCR được phân làm loại thô, loại trung bình và loại mịn

Hình 2.1 Song chắn rác

2.1.2 Bể lắng cát [4]

Để tách các hạt rắn vô cơ không tan có kích thước từ 0,2-2 mm ra khỏi nước thải Đảm bảo cho các thiết bị cơ khí (bơm, cánh quạt, động cơ) không bị cát sỏi bào mòn, tránh tắc các đường ống dẫn

2.1.3 Bể lắng [4]

Dùng để tách các chất không tan ở dạng lơ lửng trong nước thải theo nguyên tắc dựa vào sự khác nhau giữa trọng lượng các hạt cặn có trong nước thải Sự lắng của các hạt xảy ra dưới tác dụng của trọng lực Quá trình lắng tốt có thể loại bỏ đến 90 ÷ 95%

lượng cặn có trong nước hay sau khi xử lý sinh học

Dựa vào chức năng và vị trí có thể chia bể lắng thành các loại: bể lắng đợt một trước công trình xứ lý sinh học và bể lắng đợt hai sau công trình xứ lý sinh học

Theo cấu tạo và hướng dòng chảy người ta phân ra các loại bể lắng ngang, bể lắng đứng và bể lắng ly tâm

cơ, giảm được diện tích xây dựng của bể sinh học Hơn nữa các chất ức chế quá trình

xử lý sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hoà ở mức độ thích hợp cho các hoạt động của vi sinh vật

Bể điều hòa được phân loại như sau:

+ Bể điều hòa lưu lượng

+ Bể điều hòa nồng độ

+ Bể điều hòa cả nồng độ và lưu lượng

Hiệu quả xử lý của phương pháp cơ học:

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

Hình 2.3 Bể điều hòa

2.1.5 Bể vớt dầu mỡ [3]

Nước thải chứa dầu mỡ có khối lượng riêng nhỏ hơn nước Đó là những chất nổi, chúng sẽ gây ảnh hưởng xấu tới các công trình thoát nước (mạng lưới và các công trình xử lý) Vì vậy, phải thu hồi những chất này trước khi xả vào hệ thống thoát nước sinh hoạt và sản xuất Các chất mỡ sẽ bít kín lỗ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong bể lọc sinh học… và chúng sẽ phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể aeroten, gây khó khăn trong quá trình lên enzim cặn…

Theo tiêu chuẩn dòng thải, không cho phép xả nước thải chứa dầu mỡ vào nguồn tiếp nhận nước vì chúng sẽ tạo thành một lớp váng mỏng phủ lên diện tích mặt nước khá lớn, gây khó khăn cho quá trình hấp thụ oxy của không khí vào nước, làm cho quá trình tự làm sạch của nguồn nước bị cản trở Mặt khác, dầu mỡ trong nước thải là một nguyên liệu có thể chế biến và dùng lại trong sản xuất và công nghệ

Vì vậy, nước thải có hàm lượng dầu mỡ cao (như nước thải các nhà ăn, xưởng chế biến thức ăn, xí nghiệp chế biến thực phẩm, chế biến thủy sản…) trước khi xử lý phải cho qua bể tách dầu mỡ

2.2 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HÓA HỌC, HÓA LÝ

Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp này là áp dụng các quá trình vật lý và hóa học để loại bớt các chất ô nhiễm mà không thể dùng quá trình lắng

ra khỏi nước thải Những phương pháp hóa học và hóa lý thường được áp dụng để xử

lý nước thải là: phương pháp trung hòa, phương pháp keo tụ tạo bông, phương pháp

oxi hóa khử, phương pháp tuyển nổi, phương pháp hấp phụ, phương pháp trao đổi ion

2.2.1 Phương pháp xử lý hóa học [4]

a Phương pháp trung hòa, điều chỉnh pH

Trung hòa các dòng nước thải có chứa axit hoặc kiềm Giá trị pH của nước thải ngành chế biến thủy sản dao động trong khoảng rộng, mặt khác các quá trình xử lý hóa

lý và sinh học đều đòi hỏi một giá trị pH nhất định để đạt được hiệu suất xử lý tối ưu

Do đó trước khi đưa sang thiết bị xử lý, dòng thải cần được điều chỉnh pH tới giá trị thích hợp(6,5÷8,5) Trung hòa có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau:

- Trộn lẫn dòng thải có tính axit với dòng thải có tính kiềm

- Sử dụng các tác nhân hóa học như H2SO4, HCl, NaOH, CO2

- Lọc nước thải axit bằng cách lọc qua vật liệu có tác dụng trung hòa

- Trung hòa bằng các khí axit

→ Điều chỉnh pH thường kết hợp thực hiện ở bể điều hòa hay bể chứa nước thải

b Phương pháp Oxy hóa-khử [4]

Phương pháp này sử dụng các chất oxi hóa như Clo ở dạng khí và dạng hóa lỏng

để oxi hóa các chất độc hại trong nước thải thành các chất ít độc hơn và tách ra khỏi nước Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hoá học, do đó quá trình oxi hoá chỉ dùng được trong những trường hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước thải không thể tách bằng các phương pháp khác

c Khử trùng [4]

Khử trùng là khâu cuối trong dây chuyền công nghệ để loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh trước khi xả ra nguồn yêu cầu chất lượng cao hoặc khi cần thiết sử dụng lại nước thải Các phương pháp thường sử dụng là: chlorine, chlorine dioxide, bromide chlorine, ozone…

2.2.2 Phương pháp xử lý hóa lý

a Phương pháp tuyển nổi [4]

Tuyển nổi là phương pháp được áp dụng tương đối rộng rãi nhằm loại bỏ các tạp chất không tan, khó lắng Trong nhiều trường hợp, tuyển nổi còn được sử dụng để tách

các chất tan như chất hoạt động bề mặt

Bản chất của quá trình tuyển nổi ngược lại với quá trình lắng và cũng được áp

dụng trong trường hợp quá trình lắng xảy ra rất chậm và rất khó thực hiện Các chất lơ lửng như dầu, mỡ sẽ nổi lên trên bề mặt của nước thải dưới tác dụng của các bọt khí tạo thành lớp bọt có nồng độ tạp chất cao hơn trong nước ban đầu Hiệu quả phân riêng bằng tuyển nổi phụ thuộc kích thước và số lượng bong bóng khí Kích thước tối

ưu của bong bóng khí là 15 - 30.10-3 mm

b Keo tụ- tạo bông [4]

Đây là phương pháp được ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và các hạt keo có kích thước rất nhỏ (10-7

-10-8 cm) Các chất này tồn tại ở dạng phân tán và không thể loại bỏ bằng quá trình lắng Trong phương pháp này người ta dùng các loại phèn nhôm hay phèn sắt cùng với sữa vôi như sunfat sắt, sunfat nhôm hay hỗn hợp của các loại phèn này và hydroxyt canxi Ca(OH)2 với mục đích khử màu và một phần COD Về nguyên lý khi dùng phèn nhôm hay phèn sắt sẽ tạo thành các bông hydroxyt nhôm hay hydroxyt sắt III Các chất màu và các chất khó phân hủy sinh học bị hấp phụ vào các bông cặn này và lắng xuống tạo bùn của quá trình đông keo tụ

Để tăng tính hiệu quả của quá trình keo tụ, tăng tốc độ sa lắng cũng như tốc độ nén của các hạt keo người ta thường dùng bổ xung các chất trợ keo, còn gọi là polyme kết bông Bản chất hóa học của polyme này là poliacrylat và copolime của nó Do không có quá trình thủy phân tạo ra H+ nên polyme không làm biến đổi pH của nước Tính hiệu quả cao của polime trợ keo thể hiện ở chỗ chỉ cần sử dụng một lượng nhỏ vào trong nước Khi đó các hạt keo không tan lơ lửng được tách thành khối riêng biệt

và nước trở nên trong Khác với chất keo tụ, quá trình làm trong chỉ xảy ra khi sử dụng liều lượng chất trợ keo thích hợp Nếu dùng quá dư sẽ xảy ra hiện tượng bền hệ keo, hạt keo lơ lửng khó lắng

+ Các muối nhôm gồm có: Al2(SO4)3.18H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O, NaAlO2… Trong đó sử dụng rộng rãi nhất là Al2(SO4)3 vì Al2(SO4)3 hòa tan tốt trong nước, chi phí thấp, hoạt động có hiệu quả cao trong khoảng pH = 5- 7,5

+ Các muối sắt gồm có: Fe2(SO4)3.2H2O, Fe2(SO4)3.3H2O, FeSO4.7H2O và FeCl3

c Phương pháp hấp phụ [4]

Phương pháp hấp phụ thường được dùng để xử lý các chất không có khả năng phân hủy sinh học và các chất hữu cơ không hoặc khó có khả năng phân hủy sinh học Các chất hấp phụ thường dùng như than hoạt tính, than nâu, bentonit (đất sét biến tính)… Trong đó, than hoạt tính là chất hấp phụ được sử dụng rộng rãi và có hiệu quả,

nó có bề mặt riêng lớn (400 - 1500m2/g) Tuy nhiên, thời gian và tốc độ hấp phụ phụ

thuộc vào nồng độ, bản chất, cấu trúc của chất tan, phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, loại chất hấp phụ và chất cần hấp phụ

Nhược điểm của việc dùng than hoạt tính là giá thành cao và khó lắng nếu là than bột, vì vậy nên dùng kết hợp than với các chất tạo bông và keo tụ Có thể tái sinh để sử dụng lại than hoạt tính bằng cách nung nóng trong điều kiện yếm khí

2.3 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC

Xử lý sinh học là quá trình xử lý nước thải chính Phương pháp này dựa trên cơ

sở hoạt động phân hủy chất hữu cơ có trong nước thải của các vi sinh vật Các vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản Phương pháp sinh học có thể xử lý

hoàn toàn các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học trong nước thải

Quá trình sinh học gồm các bước:

1 Chuyển các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hòa tan thành thể khí và các vỏ tế bào vi sinh

2 Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo vô cơ trong nước thải

3 Loại các bông cặn sinh học ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng trọng lực Các phương pháp xử lý sinh học là: Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí và phương pháp xử lý sinh học yếm khí

2.3.1 Phương pháp xử lý hiếu khí [4],[3]

Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí cáo thể xảy ra ở điều kiện

tự nhiên hoặc nhân tạo trong điều kiện tự nhiên, quá trình diễn ra với hiệu suất thấp và chậm hơn so với quá trình xử lý trong điều kiện nhân tạo

Phương pháp này thường áp dụng với những loại chất thải có hàm lượng COD = 500-2000 mg/l

Nguyên tắc xử lý: Phương pháp này lợi dụng khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ của vi sinh vật hiếu khí Do đó trong điều kiện xử lý nhân tạo, để nâng cao hiệu suất xử lý người ta bổ sung liên tục oxi và duy trì nhiệt độ trong khoảng 20-400C Có nhiều phương pháp xử lý hiếu khí như: bể aerotank, lọc sinh học, mương oxy hóa,…

 Các yếu tố ảnh hưởng:

- Ảnh hưởng của độ oxy hòa tan (DO)

Quá trình xử lý hiếu khí đòi hỏi phải cấp đủ lượng oxy cho quá trình oxy hóa của

vi sinh vật Lượng DO thích hợp 2-4 mg/l Nhu cầu oxy cũng phụ thuộc rất lớn vào bản chất của các chất ô nhiễm và được thể hiện qua hệ số oxy hóa (koxh) của mỗi đối tượng: kCOD = 0,68; kBOD = 1,45; kNhữucơ = 4,57

- Ảnh hưởng của nhiệt độ: Mỗi vi sinh vật thích hợp với một dải nhiệt độ nhất định Nước thải có nhiệt độ T = 160 ÷ 370C là phù hợp cho quá trình xử lý hiếu khí Nhiệt độ tối ưu là Topt = 200 ÷ 300C

+ Ảnh hưởng của pH

pH có ảnh hưởng rất lớn đến hoạt lực của hệ enzim oxi hóa khử, và do đó ảnh hưởng rất lớn đến quá trình oxy hóa Nước thải đưa vào xử lý sinh học hiếu khí có pH

= 5 ÷ 9 là phù hợp, giá trị tối ưu là pHopt = 7÷ 8

+ Ảnh hưởng của dinh dưỡng: Vi sinh vật sử dụng các chất ô nhiễm trong nước thải như là chất dinh dưỡng cung cấp nguyên liệu và năng lượng cho quá trình trao đổi chất Trong xử lý hiếu khí tỷ lệ C : N : P = 100 : 5 : 1 là phù hợp Nếu C : N < 20 :1 là

dư thừa nitơ, vi sinh vật sẽ phát triển quá nhanh, làm bùn có màu trắng, còn nếu C : N

> 20 : 1 nghĩa là thiếu nitơ, vi khuẩn sẽ bị chết, cản trở quá trình sinh hóa các chất bẩn hữu cơ, tạo bùn hoạt tính khó lắng

+ Ảnh hưởng của tỷ lệ F/M: ảnh hưởng lớn đến hiệu quả xử lý.Nếu F/M > 1 là

dư thừa chất dinh dưỡng, F/M <1 là môi trường nghèo dinh dưỡng

+ Ảnh hưởng của một số chất ức chế: Chất ức chế làm thay đổi áp suất thẩm thấu

và ức chế tế bào vi sinh Các kim loại nặng như đồng, crom, kẽm, niken, chì, thủy ngân và các ion như xyanua, florua, bicacbonat tồn tại trong quá trình phân hủy sẽ gây phản ứng hoặc giữ nguyên một số enzim hoặc phá hủy bản chất làm biến đổi tính thẩm thấu của tế bào vi sinh, gây rối loạn sự sinh trưởng của vi khuẩn Khi hàm lượng kim loại vượt quá mức cho phép thì chính bản thân các chất chuyển hóa trở thành chất ức chế hoạt động vi sinh

a Bể aerotank[3],[4]

Cơ chế: trong bể aerotank các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Bùn hoạt tính là các bông cặn có màu nâu sẫm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát triển của vô số vi khuẩn và vi sinh vật sống khác Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hóa chúng thành các chất trơ không hòa tan và tạo thành các tế bào mới Quá trình chuyển hóa thực hiện theo từng bước xen kẽ và nối tiếp nhau Một vài loại vi khuẩn tấn công vào các hợp chất hữu cơ có cấu trúc phức tạp, sau khi chuyển

hóa thải ra các hợp chất hữu cơ có cấu trúc đơn giản hơn, một vài loài vi khuẩn khác dùng các chất này làm thức ăn và lại thải ra các hợp chất đơn giản hơn nữa, và quá trình cứ tiếp tục cho đến khi chất thải cuối cùng không thể làm thức ăn cho bất cứ loài

vi sinh vật nào nữa Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể aerotank của lượng nước thải đi vào bể không đủ để làm giảm nhanh các chất hữu cơ,

do đó phải sử dụng lại bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy bể lắng đợt 2 bằng cách tuần hoàn bùn ngược trở lại đầu bể aerotank để duy trì nồng độ đủ vi khuẩn trong bể Bùn

dư ở đáy bể lắng được xả ra khu xử lý bùn

- Ưu điểm:

+ Hiệu quả xử lý cao và triệt để

+ Tiết kiệm diện tích

- Nhược điểm:

+ Chi phí xây dựng và chi phí vận hành lớn

+ Không có khả năng thu hồi năng lượng

+ Không chịu được những thay đổi đột ngột về tải trọng hữu cơ

+ Tạo lượng bùn dư lớn

b Bể lọc sinh học[3],[4]

Nguyên lý hoạt động: Hệ thống lọc thường làm việc theo nguyên tắc ngược chiều nước thải được phân bố đều trên bề mặt và thấm qua lớp vật liệu đã cố định màng sinh học, tại đây các chất hữu cơ bị giữu lại và được vi sinh vật hiếu khí phân hủy thành CO2 và H2O Oxy được cung cấp vào đáy thiết bị nhằm giúp quá trình oxi hóa được tốt hơn

Màng sinh học chứa 3,75% chất khô có độ dày 50-700µ (độ dày tối ưu 150µ), lớp màng chia làm 2 vùng:

- Vùng yếm khí

- Vùng hiếu khí

Vùng yếm khí càng nhỏ thì hiệu quả oxy hóa càng cao, thời gian lưu của màng thường 10÷ 14 ngày Khi các tế bào vùng yếm khí chết đi, màng sẽ tách khỏi vật liệu lọc và cuốn theo nước

Vật liệu lọc sử dụng trong các bể lọc sinh học yêu cầu phải có diện tích bề mặt/Đơn vị diện tích lớn như: Đá cục, than đá cục, cuội sỏi lớn, đá ong (kích thước 60

- 100mm) hoặc sử dụng vật liệu lọc bằng nhựa PVC đúc sẵn

Có thể chia bể lọc sinh học thành :

- Bể lọc sinh học có lớp vật liệu lọc không ngập trong nước (Lọc phun, lọc nhỏ giọt)

- Bể lọc sinh học có lớp vật liệu lọc ngập trong nước

 Ưu nhược điểm của bể lọc sinh học

Lớp vật liệu lọc không ngập trong nước Lớp vật liệu lọc ngập trong nước

- Tiết kiệm chi phí nhân công (giảm việc

trông coi)

- Tiết kiệm năng lượng (Có thể sử dụng

cách thông gió tự nhiên)

- Không cần phải rửa lọc (Vì quần thể

vi sinh vật được cố định trên giá đỡ cho phép chống lại sự thay đổi tải lượng của nước thải)

- Dễ dàng trong vận hành, có khả năng

tự động hóa

- Hiệu suất làm sạch nhỏ hơn bể lọc có lớp

vật liệu lọc ngập trong nước với cùng một

tải lượng khối

- Dễ bị tắc nghẽn

- Rất nhạy cảm với nhiệt độ (ảnh hưởng

trực tiếp tới quá trình sinh trưởng và phát

triển của hệ vi sinh vật trong bể)

- Không khống chế được quá trình thông

Hiệu suất làm sạch nước thải trong các bể lọc sinh học phụ thuộc vào các chỉ tiêu sinh hoá, trao đổi khối, chế độ thủy lực và kết cấu thiết bị trong đó cần chú ý: BOD của nước cần làm sạch, bản chất các hợp chất hữu cơ, chiều dày màng sinh học, độ thấm ướt của màng, cường độ sục khí, tính chất của nước thải, mức độ phân bố đều nước thải theo diện tích tiết diện

c Hồ hiếu khí[4]

Là loại hồ cạn, độ sâu lớp nước trong hồ 0,4-0,8m để cho ánh sáng mặt trời xâm nhập sâu vào lớp nước Lượng oxy cho các quá trình sinh hóa chủ yếu là oxy trong không khí xâm nhập qua bề mặt và hoạt động quang hợp của thực vật trong nước.Tải

lượng của hồ khoảng 250-300 kgBOD/ha.ngày; thời gian lưu nước khoảng 3-12 ngày

Do độ sâu nhỏ và thời gian lưu nước lớn do đó hồ hiếu khí có thể kết hợp xử lý nước thải và nuôi trồng thủy sản

Đối với hồ hiếu khí nhân tạo (cung cấp oxy cưỡng bức) thì chiều sâu hồ có thể 4,5m; tải lượng 400 kgBOD/ha.ngày; thời gian lưu nước 1-3 ngày

2-d Mương oxy hóa.[3],[4]

Mương oxy hóa là dạng cải tiến của bể aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh, làm việc trong chế độ làm thoáng kéo dài với dung dịch bùn hoạt tính lơ lửng trong nước thải chuyển động tuần hoàn liên tục trong mương Hàm lượng bùn trong mương oxy hóa tuần hoàn duy trì từ 4000-6000 mg/l Hàm lượng oxy hòa tan được cung cấp bởi thiết

bị cấp khí bề mặt Hàm lượng DO trong vùng hiếu khí trên 2,2 mg/l diễn ra quá trình oxy hóa các chất hữu cơ và nitrat hóa Trong vùng thiếu khí hàm lượng DO thấp hơn

từ 0,5-0,8 mg/l diễn ra quá trình khử nitrat

Hỗn hợp bùn và nước thải khi đã trải qua thời gian xử lý trong mương oxy hóa được dẫn qua bể lắng nhằm tiến hành tách bùn ra khỏi nước thải bằng phương pháp lắng trọng lực.Bùn được tuần hoàn lại mương oxy hóa nhằm duy trì nồng độ bùn nhất đinh trong bể

- Ưu điểm:

+ Xử lý hiệu quả BOD, nito và photpho

+ Quản lý đơn giản

+ Ít bị ảnh hưởng bởi sự dao động lớn về chất lượng và lưu lượng của nước thải + Không cần xử lý ổn định bùn

- Nhươc điểm:

+ Diện tích xây dựng lớn

2.3.1 Phương pháp xử lý yếm khí [3],[4]

Quá trình xử lý yếm khí là quá trình phân giái yếm khí các hợp chất hữu cơ, vô

cơ có thế chuyển hóa nhờ vi sinh vật hô hấp yếm khí và hô hấp tùy tiện phương pháp này chỉ áp dụng cho nước thải có hàm lượng BOD và cặn lơ lửng cao (BOB >1800 mg/l; SS nằm trong khoảng 300÷400mg/l) Sản phẩm phân giải hoàn toàn các hợp chất hữu cơ của quá trình này là khí sinh học(Biogas), chủ yếu là CH4 và CO2

Mô tả quá trình chuyển hóa yếm khí

Quá trình chuyển hóa chất hữu cơ trong nước thải bằng vi sinh vật yếm khí xảy

ra theo 4 giai đoạn:

* Giai đoạn 1: Thủy phân

- Các hợp chất hữu cơ phức tạp: protein, gluxit, lipit… được vi sinh vật thủy

phân tạo thành các hợp chất hữu cơ đơn giản: các axit a.min, đường đơn giản,

- Tác nhân sinh học của quá trình thủy phân: Bacillus, proteus, pseudomonas,

microcoscus

* Giai đoạn 2: lên men các axit hữu cơ

Các sản phẩm thủy phân sẽ được vi sinh vật hấp thụ và chuyển hóa Trong điều

kiện yếm khí, sản phẩm phân giải là các axit hữu cơ phân tử lượng nhỏ: axit propionic,

axit butyric, axit lactic, các chất trung gian như rượu, andehit, axeton

- Tác nhân sinh học: Clotridium, bacteriodes, bacillus

*Giai đoạn 3: giai đoạn lên men tạo axit axetic

Các sản phẩm lên men phân tử lượng lớn: axit béo, axit lactic, sẽ được chuyển

hóa thành axit axetic

Axit lactic axit propionic + axit axetic

*Giai đoạn 4: Giai đoạn metan hóa

- Nhóm vi khuẩn tạo khí metan chuyển hóa hydro và axit axetic thành khí metan

và khí cacbonic

CH3COOHCH4 + CO2 (tạo 70% CH4 );

4H2 + CO2CH4 + H2O (tạo 30% CH4 )

- Tác nhân sinh học: Lên men trong nhiệt độ ấm từ 25-35oC (Methanocoscus,

methanosarcina, methanobacteridium) Lên men trong nhiệt độ nóng từ 37-55oC (Methanobacilus, methanospirillum, methanothix)

Các yếu tố ảnh hưởng

-Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nếu nhiệt độ lớn quá vi sinh vật sẽ bị tiêu diệt Nếu

nhiệt độ quá nhỏ sẽ ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của vi sinh vật, vi sinh vật

kết bào tử và không tham gia chuyển hóa Nhiệt độ <100C vi khuẩn metan hầu như

không hoạt động

- Ảnh hưởng của PH: Mỗi một giai đoạn khác nhau thích hợp với một khoảng PH

khác nhau, cần phải cân đối sao cho trong khoảng thích hợp của vi sinh vật trong qúa

trình chuyển hóa

+ Vi sinh vật thủy phân thích hợp với PH trong khoảng 4-7 ( tối ưu từ 5-7)

+ Vi khuẩn metan thích hợp với PH trong khoảng 6,8-7,5.Nếu pH giảm thì ngưng nạp nguyên liệu, vì nếu tiếp tục nạp nguyên liệu thì hàm lượng axit tăng lên dẫn đến làm chết các vi khuẩn tạo khí metan.Nếu PH < 4,2 gây chết vi khuẩn metan PH trong khoảng 4,2-6,4 sẽ gây ức chế quá trình chuyển hóa metan

- Thời gian lưu của bùn: Thường từ 10 đến 15 ngày Nếu thời gian nhỏ hơn 10

ngày vi sinh vật metan sẽ bị cạn kiệt, lúc này vi sinh vật bị loại bỏ lớn hơn vi sinh vật sinh ra

- Thời gian lưu của nước: Phụ thuộc nhiều vào chất lượng nước đầu vào Nếu

thời gian lưu quá nhỏ, nước thải chưa được tiếp xúc với vi sinh vật để tham gia chuyển hóa dẫn đến hiệu quả thấp Nếu thời gian lưu quá lớn, nước thải đạt yêu cầu nhưng chi phí lớn do phải xây dựng bể lớn

- Ảnh hưởng của các chất dinh dưỡng:

Hàm lượng C/N = 30/1 Nếu N quá lớn trong quá trình khử amin sẽ tạo NH4 là chất gây ức chế vi khuẩn metan Với nồng độ NH4 >0.15mg/l vi khuẩn metan ngừng hoạt động.Nếu lương N nhỏ sẽ không thực hiện được quá trình tổng hợp sinh khối Hàm lượng N/P là 7/1

- Ảnh hưởng của các chất độc : Chì, cacdimi, kim loại nặng, dung môi hữu cơ

làm thay đổi áp suất thẩm thấu của tế bào, gây rối loạn sự sinh trưởng của vi khuẩn Lượng muối quá lớn ảnh hưởng tới áp suất thẩm thấu của tế bào

+ Nếu muối ≤ 600 mg/l : vi sinh vật phát triển bình thường

+ Nếu muối ≥ 1000 mg/l : vi sinh vật chết

+ Trong khoảng 600-1000 mg/l : vi sinh vật phát triển trì trệ

- Quá trình khuấy trộn: Phải đảm bảo để nước thải được tiếp xúc với vi sinh vật

nhiều nhất

a Bể biogas

Đây là phương pháp xử lý kỵ khí khá dơn giản, được áp dụng phổ biến ở các trang trại và hộ gia đình Bể biogascó ưu điểm là có thể sản xuất được nguồn năng lượng khí sinh học để thay thế được một phần các nguồn năng lượng khác Bùn cặn trong bể biogas có thể sử dụng để cải tạo đất nông nghiệp Tùy thuộc vào thành phần

và tính chất nước thải chăn nuôi, thời gian lưu nước, tải trọng hữu cơ, nhiệt độ mà lượng khí sinh ra là khác nhau Nước thải sau khi qua bể biogas, BOD giảm 79 – 87%,

colifom giảm 98-99,7%, trứng giun sán 95,6-97%

b Bể UASB[4]

Nguyên tắc hoạt động : Nước thải sau khi điều chỉnh PH theo ống dẫn vào hệ

thống phân phối đảm bảo phân phối đều nước trên diện tích đáy bể Nước thải đi từ dưới lên với vận tốc V=0,6 đến 0,9 m/h Hỗn hợp bùn yếm khí trong bể hấp phụ chất hữu cơ hòa tan trong nước thải, phân hủy, chuyển hóa chúng thành khí (khoảng 70-80% là metan, 20-30% là cacbonic) Bọt khi sinh ra bám vào hạt bùn cặn nổi lên trên làm xáo trộn và gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng, khi hạt cặn nổi lên trên va phải tấm chắn, hạt cặn bị vỡ, khí thoát lên trên, cặn rơi xuống dưới Hỗn hợp bùn nước đã tách hết khí đi vào ngăn lắng Nước thải trong ngăn lắng tách bùn lắng xuống dưới đáy và tuần hoàn lại vùng phản ứng yếm khí Nước trong dâng lên trên được thu vào máng dẫn sang bể làm sạch hiếu khí (làm sạch đợt 2) Khí biogass được dàn ống thu về bình chứa theo ống dẫn khí đốt đi ra ngoài

- Ưu điểm:

+ Chi phí đầu tư cho vận hành thấp, lượng hóa chất bổ xung ít

+ Có khả năng thu hồi năng lượng

+ 5% BOD tạo thành sinh khối

+ Tải trọng hũu cơ rất cao, có thể lên tới 50 kg/m3

- Nhược điểm:

+ Vận hành phức tạp

+ Thời gian xử lý lớn nên yêu cầu xây dựng thiết bị lớn, cồng kềnh

+ Giai đoạn khởi động kéo dài

+ Vi sinh vật dễ bị sốc tải khi chất lượng nước đầu vào biến động

c Hồ kỵ khí

Chiều sâu hồ khoảng 3-5 m, lớp nước trong hồ được khuấy đảo nhờ các bọt khí sinh ra trong quá trình kỵ khí ở đáy và các yếu tố khác như gió, chuyển động đối lưu của dòng nước Hiệu quả xử lý của hồ kỵ khí phụ thuộc vào thời gian lưu và tải lượng chất hữu cơ

Tải trọng BOD của hồ kỵ khí tương đối cao, từ 200-500 kgBOD/ha.ngày.Hiệu quả xử lý BOD từ 50-85% Hàm lượng chất lơ lửng khi ra khỏi hồ là 80-160 mg/l Trong thực tế để đạt được hiệu quả xử lý cũng như kinh tế, người ta không dùng

đơn lẻ mà kết hợp các phương pháp xử lý hóa lý, sinh học, nhằm tạo nên một quy trình

2.4 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN ĐIỂN HÌNH 2.4.1 Hệ thống xử lý nước thải của công ty chế biến thủy sản 01 (Công ty CBTS 01) [7]

Sản phẩm: Cá tra fillet đông lạnh

Công suất của nhà máy: 180 tấn nguyên liệu/ngày

Nguyên liệu: Cá tra

Nước thải phát sinh: 20 m3

/tấn sản phẩm (với Công suất 3.600 m3/ngày đêm)

Bảng 2.1 Đặc tính nước thải đầu vào theo thiết kế của công ty

Nồng độ đầu vào

Bể keo tụ

Hố thu gom

Bể điều hòa

Hình 2.4 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải

 Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Nước thải phát sinh từ quá trình sản xuất được dẫn qua SCR thô dạng xích có kích thước các khe 5mm, tại đây các chất thải rắn như vây, xương, đầu cá được giữ lại

và chuyển vào giỏ chứa rác, rác tại đây được công nhân thu gom thường xuyên khi đầy Lượng chất thải rắn này được tái sử dụng làm thức ăn cho cá hoặc gia súc Sau

đó, nước thải được tập trung về hố thu gom lưu trong khoảng 9 phút, rồi được bơm qua SCR mịn có kích thước 1mm, các loại chất thải rắn như xương, dè, vây, thịt cá và một phần mỡ để loại bỏ các thành phần dầu mỡ nhẹ có khả năng tự nổi trong nước thải, thời gian lưu trong bể tách dầu mỡ là 11 phút Nước thải sau tách dầu mỡ được dẫn sang bể điều hòa bằng cách tự chảy Lớp mỡ cá nổi trên bề mặt được thanh gạt váng tự động gạt về phía mương thu mỡ và được thu gom tập trung tái sử dụng làm thức ăn chăn nuôi Nước thải trong bể điều hòa được khuấy trộn hoàn toàn nhờ hệ thống máy thổi khí và phân phối với thời gian lưu 7h

Từ bể điều hòa, nước thải được bơm đến hệ thống xử lý hóa lý bao gồm bể keo tụ

và bể tuyển nổi siêu nông nhằm tạo điều kiện tốt cho quá trình tuyển nổi các chất khó lắng như mỡ cá Nước thải được hòa trộn với phèn nhôm trên đường ống khi vào bể keo tụ và được khuấy trộn bằng cánh khuấy cơ khí (cánh khuấy) nhằm tăng kích thước của bông cặn Từ bể keo tụ nước thải được bơm vào thiết bị tạo áp và theo chế độ tự chảy qua bể tuyển nổi siêu nông, các bông cặn được kết dính tạo thành các hạt cặn có kích thước lớn sẽ lắng xuống đáy bể, các bọt khí mịn lôi cuốn và kết dính các bông cặn nhỏ nổi lên bề mặt Váng trên bề mặt được thiết bị gạt bọt bề mặt gạt vào ống đứng trung tâm cùng với cặn lắng đáy bể được đưa vào bể chứa bùn Bể tuyển nổi siêu nông kết hợp keo tụ để tách phần lớn lượng mỡ cá sau khi qua bể tách dầu mỡ trọng lực và

SS cũng như photpho trước khi vào mương oxi hóa

Mương oxi hóa làm việc trong chế độ làm thoáng kéo dài với bùn hoạt tính lơ lửng trong nước thải chuyển động tuần hoàn liên tục trong mương Hàm lượng bùn trong mương oxihóa tuần hoàn duy trì từ 4000 – 6000 mg/l Hàm lượng oxi hòa tan (DO) được cung cấp bởi thiết bị cấp khí bề mặt Hàm lượng DO trong vùng hiếu khí trên 2,2mg/l diễn ra quá trình oxi hóa hiếu khí các chất hữu cơ và nitrat hóa Trong vùng thiếu khí hàm lượng DO thấp hơn từ 0,5 -0,8 mg/l diễn ra quá trình khử nitrat Như vậy, tại mương oxi hóa nước thải di chuyển vòng quanh bể theo chiều quay của máy sục khí bề mặt, vì vậy không cần bơm tuần hoàn bùn hoạt tính từ vùng hiếu khí

về vùng thiếu khí mà vẫn đảm bảo quá trình khử nitơ

Hỗn hợp bùn (vi sinh vật) và nước thải sau khi đã trải qua thời gian xử lý trong

mương oxi hóa được dẫn qua bể lắng nhằm tiến hành tách bùn ra khỏi nước bằng phương pháp lắng trọng lực trong thời gian 4 giờ Nước thải sau khi tách bùn được dẫn qua bể khử trùng Bùn được tuần hoàn lại mương oxy hóa nhằm duy trì nồng độ bùn nhất định trong bể, phần bùn dư được bơm về bể chứa bùn Nước thải được hòa trộn với dung dịch NaOCl bằng thủy lực với sử dụng vách ngăn để đảm bảo hiệu quả xáo trộn Thời gian lưu theo tính toán là 25 phút, coliform đầu ra đạt tiêu chuẩn QCVN 11:2008/BTNMT, cột A

Theo định kỳ, bùn từ bể tuyển nổi siêu nông và bể lắng được bơm về bể chứa bùn Bể chứa bùn được cấp khí nhằm tiến hành quá trình phân hủy bùn trong điều kiện hiếu khí Phần nước thải trong bể chứa bùn được dẫn về bể tiếp nhận để xử lý lại Theo định kỳ, bùn từ bể chứa bùn được bơm vào máy ép bùn nhằm tiến hành quá trình tách nước sau cùng Nước ép bùn được dẫn về hố thu gom

 Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống xử lý nước thải

- Ưu điểm:

Công nghệ xử lý nước thải của Công ty CBTS 01 kết hợp các quá trình xử lý cơ học, hóa lý và sinh học là hoàn toàn hợp lý Hệ thống xử lý nước thải của công ty có những ưu điểm sau đây:

+ Công đoạn xử lý chính của công nghệ là mương oxy hóa với ưu điểm là xử lý các hợp chất hữu cơ, nito và photpho với hiệu quả cao Hiệu quả xử lý BOD5 98% (11

mg O2/l), các hợp chất nito, photpho giảm đáng kể và quản lý vận hành đơn giản + Lượng bùn dư phát sinh từ công đoạn xử lý sinh học áp dụng mương oxy hóa thấp, giảm chi phí xử lý bùn

+ Quá trình tuyển nổi siêu nông kết hợp keo tụ được áp dụng tại nhà máy đạt hiệu quả cao hơn 90% đối với việc tách triệt để dầu mỡ và SS trước khi vào mương oxy hóa làm giảm đáng kể sự cố đối với công trình sinh học và giảm một phần tải lượng chất hữu cơ đối với công trình xử lý sin học

- Nhược điểm:

Thời gian lưu nước tại mương oxy hóa lớn (27 giờ) nên tiêu thụ năng lượng cho thổi khí cao Diện tích xây dựng lớn (dung tích của mương oxy hóa lớn hơn 3 lần so với công trình bùn hoạt tính lơ lửng nên chiếm nhiều diện tích đất dẫn đến chi phí đầu

tư cao

Hệ thống sử dụng quá nhiều hóa chất, tốn điện năng cho các thiết bị máy móc (chi phí điện năng chiếm 77 % chi phí vận hành), do đó chi phí vận hành khá cao (3600

Công suất của nhà máy: 70 tấn nguyên liệu/ngày

Nguyên liệu: Cá tra và cá basa

Nước thải phát sinh: 11,4 m3/tấn sản phẩm (với Công suất 800 m3

/ngày đêm)

Bảng 2.2 Đặc tính nước thải đầu vào th o thiết kế

Chỉ tiêu Đơn vị Nồng độ đầu

vào

Hiệu quả XL

%

TCVN 5945:2005, cột A

mỡ

Bể keo tụ

Hố thu gom

Bể điều hòa

Bể lắng

Bể lọc áp lực

Bể tiếp xúc

Nước thải đầu ra

Bể sinh học hiếu khí

Hình 2.5 Sơ đồ Hệ thống xử lý nước thải của công ty chế biến thủy sản 02

Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

Nước thải được dẫn vào mương tách dầu mỡ có đặt thiết bị lược rác thô, nhằm giữ lại các chất rắn có trong nước thải như xương, da, cá vụn Các chất thải rắn bị giữ lại thiết bị lược rác được lấy định kỳ để tái sử dụng (bán cho các nhà máy chế biến bột cá) hoặc đổ bỏ

Sau đó, nước thải tự chảy vào bể tiếp nhận Từ đây nước thải được bơm chìm bơm lên thiết bị lược rác tinh để tách các chất thải rắn có kích thước nhỏ trước khi tự chảy xuống bể điều hòa Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải trước khi đưa vào các công trình đơn vị phía sau Thiết bị thổi cấp khí vào bể nhằm xáo trộn để tránh hiện tượng phân hủy kỵ khí và giải phóng một lượng Chlorine dư phát sinh từ công tác vệ sinh nhà xưởng

Nước thải từ bể điều hòa được bơm lên bể keo tụ, đồng thời tiến hành châm phèn nhôm polymer nhằm thực hiện quá trình keo tụ tạo bông Sau đó, nước thải tự chảy qua hệ thống tuyển nổi siêu nông, tại đây hỗn hợp khí và nước thải được hòa trộn tạo thành các bọt khí mịn dưới áp suất khí quyển, các bọt khí tách ra khỏi nước đồng thời kéo theo các váng dầu nổi và một số cặn lơ lửng Lượng dầu mỡ được tách khỏi nước thải nhờ thiết bị gạt tự động được dẫn về bồn chứa váng nổi để xử lý như chất thải rắn hoặc làm thức ăn gia súc Bể tuyển nổi siêu nông kết hợp quá trình tuyển nổi với quá trình keo tụ đạt hiệu quả loại bỏ SS và dầu mỡ rất cao, hiệu quả loại bỏ photpho của toàn hệ thống cũng được cải thiện nhờ công trình này

Tiếp theo, nước thải được dẫn qua công trình xử lý sinh học tiếp theo là bể thiếu khí Trong môi trường thiếu khí, nitrate trong nước thải được chuyển thành nito tự do, tuy nhiên nước thải thủy sản đầu vào có nồng độ nitrate rất thấp Ngoài ra, trong môi trường thiếu khí vi sinh vật có khả năng hấp thụ photpho cao hơn mức bình thường do photpho lúc này không những chỉ cần cho việc tổng hợp, duy trì tế bào và vận chuyển năng lượng mà còn được vi khuẩn dự trữ trong tế bào để sử dụng ở các giai đoạn hoạt động tiếp theo Từ bể thiếu khí, nước thải được dẫn sang bể bùn hoạt tính hiếu khí lơ lửng Đây là công trình chính để xử lý các chất hữu cơ một cách triệt để Oxy được cung cấp liên tục cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động Trong điều kiện thổi khí liên tục này, quần thể vi sinh vật hiếu khí tồn tại ở trạng thái lơ lửng phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nước thải thành các hợp chất vô cơ đơn giản như CO2 và nước

Sau khi qua bể bùn hoạt tính, nước thải được dẫn sang công trình xử lý sinh học thứ ba là bể sinh học hiếu khí (bùn hoạt tính bám dính) Bể này có chức năng xử lý hoàn toàn các hợp chất hữu cơ chứa nito, photpho còn lại trong nước thải Trong bể

được lắp đặt vật liệu lọc bằng nhựa PVC đặt ngập trong nước, lớp vật liệu này có độ rỗng và diện tích tiếp xúc lớn giữ vai trò làm giá thể cho vi sinh vật bám dính Nước thải được phân phối từ dưới lên tiếp xúc với màng vi sinh vật, tại đây các hợp chất hữu

cơ, nito được loại bỏ bởi lớp màng vi sinh vật này Sau một thời gian, chiều dày lớp màng dày lên ngăn cản oxy của không khí không khuếch tán vào các lớp bên trong

Do không có Oxy, vi khuẩn yếm khí phát triển tạo ra sản phẩm phân hủy yếm khí cuối cùng là CH4 và CO2 làm tróc lớp màng ra khỏi vật cứng rồi bị nước cuốn đi Trên bề mặt vật liệu lại hình thành lớp màng mới, hiện tượng này lặp đi lặp lại tuần hoàn và nước thải được khử BOD và các chất dinh dưỡng triệt để

Nước thải sau khi ra khỏi bể bùn hoạt tính bám dính được chảy tràn qua bể lắng Tại đây, xảy ra quá trình lắng tách pha và giữ lại phần bùn Bùn sau khi lắng được bơm tuần hoàn về bể hiếu khí nhằm duy trì nồng độ vi sinh vật trong bể Phần bùn dư được bơm về bể chứa bùn sau đó được tách nước bằng máy ép bùn Trong quá trình tách nước, polymer được bổ sung tạo điều kiện cho quá trình tách nước của bùn được thực hiện dễ dàng hơn

Phần nước trong sau khi qua bể lắng theo máng tràn tự chảy xuống bể trung gian Nước thải từ bể trung gian được bơm cao áp nơm lên bể lọc áp lực nhằm loại bỏ triệt

để phần cặn lơ lửng còn lại trong nước thải Sau đó, nước thải được dẫn vào bể khử trùng để loại bỏ vi sinh vật gây bệnh trước khi thải ra nguồn tiếp nhận Nước thải sau khi xử lý bởi hệ thống đạt QCVN 11:2008, Cột A và được xả ra môi trường hay tái sử dụng

- Ưu điểm:

Đặc điểm của nước thải chế biến thủy sản với nồng dộ SS, COD, BOD5 và dầu

mỡ cao, do đó phương pháp xử lý nước thải của CP chế biến thủy sản Út Xi Có sự kết hợp của các công trình xử lý cơ học, hóa lý và sinh học là hoàn toàn hợp lý Trong đó, công trình chính là cụm bể hiếu khí – bể bùn hoạt tính hiếu khí – bám dính

Công nghệ thiết kế đạt quy chuẩn/tiêu chuẩn xả thải loại A Nước thải sau xử lý được sử dụng để tưới cây

Hiệu quả xử lý cao đối với các chỉ tiêu quan trọng của nước thải thủy sản, đó là các thông số: SS, BOD, COD, tổng nito và tổng photpho

Diện tích đất xây dựng khá thấp (0,38 m2/m3 nước thải)

- Nhược điểm:

Bể thiếu khí đặt trước bể bùn hoạt tính hiếu khí lơ lửng nhưng không có dòng tuần hoàn nước từ bể hiếu khí về bể thiếu khí nên hiệu quả xử lý nitơ của bể thiếu khí rất thấp.Bể lọc áp lực được thiết kế dự phòng trong trường hợp bể lắng làm việc không hiệu quả Tuy nhiên rất khó nhận biết khi nào bể lắng làm việc không hiệu quả

Vận hành phức tạp, đặc biệt là việc theo dõi và khắc phục các sự cố vi sinh Chi phí lắp đặt vận hành cao

CHƯƠNG 3:

ĐỀ XUẤT, PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ

TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 3.1 CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ

- Nước cần cấp sử dụng trong sản xuất 30-80 m3/ tấn thành phẩm [5]

80 x 4500 = 360.000 m3/ năm

360.000/365 = 986 m3/ ngày.đêm

- Toàn thể công nhân viên Nhà máy có khoảng 500 người Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt trong cơ sở sản xuất công nghiệp tính cho 1 người trong 1 ca làm việc là 25 (l/người/ca) Với hiệu số không điều hòa 3 [9],thì lượng nước cấp sinh hoạt là 25 x 3 x

500 = 37500 lít/ngày =37, 5m3/ngày.đêm

Lưu lượng giờ một nhóm vòi tắm hương sen trong cơ sở sản xuất công nghiệp cần 300l/h Thời gian dùng kéo dài 45 phút sau khi hết ca Do sản xuất có làm bẩn quần áo và tay chân nên số người sử dụng tính cho 1 nhóm hương sen là 14 Vậy lượng nước tắm là:

0,75 x 300 x 500/14 = 8035 lít/ngày = 8 m3/ngày.đêm

Nước thải sinh hoạt = 100% nước cấp cho sinh hoạt

Nước thải sản xuất = 80 % nước cấp [12],[11]

- Lượng nước thải sản xuất phát sinh 80% lượng nước sử dụng Như vậy:

Lượng nước thải sản xuất phát sinh lớn nhất của nhà máy là 80% x 986 = 789

m3/ngày.đêm

Tổng lượng nước thải của nhà máy trong một ngày là: 789 + 37,5 +8 = 834,5

m3/ ngày.đêm

Vậy lượng nước thải cần xử lý là: 835 m3/ ngày đêm

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến thủy hải sản công suất = 835 m3/ ngày.đêm

Yêu cầu nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn loại B (QCVN 11-2015/BTNMT) [8]

Bảng 3.1 Tính chất nước thải trước khi xử lý

Nguồn: Công Ty môi trường sạch (SaCo) 2014

3.2 CƠ SỞ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ của trạm xử lý dựa vào các yếu tố cơ bản sau:

- Công suất của trạm xử lý

- Thành phần và đặc tính nước thải

- Mức độ cần thiết xử lý nước thải

- Tiêu chuẩn xả nước thải vào các nguồn tiếp nhận tương ứng

- Điều kiện mặt bằng đặc điểm địa chất thủy văn khu vực xây dựng trạm xử lý nước thải

- Chi phí đầu tư xây dựng, quản lý, vận hành và bảo trì

- Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác

3.3 ĐỀ XUẤT, PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ PHÙ HỢP

3.3.1 Đề xuất và thuyết minh công nghệ 1

HTXL khí

Bể chứa bùn

Bể nén bùn

Bồn tạo áp

Máy nén khí

Máy thổi khí

Clo

 Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Nước thải từ các khâu sản xuất được thu gom vào hệ thống cống dẫn vào trạm xử

lý Đầu tiên, nước qua song chắn rác thô để loại bỏ rác có kích thước lớn như: vây, xương đầu cá,

Sau đó được dẫn qua hệ thống song chắn rác tinh Mục đích của các công trình song chắn rác là loại bỏ rác tránh nghẹt bơm đảm bảo cho các công trình xử lý phía sau hoạt động tốt Nước thải sau khi qua song chắn rác tinh được chảy qua hố thu gom Vào Bể Điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải trước khi đưa vào các công trình đơn vị phía sau Thiết bị thổi cấp khí vào bể nhằm xáo trộn tránh hiện tượng phân hủy kị khí và giải phóng một lượng clorine dư phát sinh từ công tác vệ sinh

Từ Bể Điều Hòa, nước thải được bơm đến Bể Tuyển Nổi nhằm tạo điều kiện cho quá trình tuyển nổi các chất khó lắng như mỡ cá, dầu, và một số cặn lơ lững

Nước thải được bơm vào thiết bị tạo áp và theo chế độ tự chảy qua Bể Tuyển Nổi sục khí, hoạt động dựa trên sự giải phóng không khí do thay đổi áp suất, nước chứa trong bồn tạo áp khi đưa sang bể tuyển nổi sẽ bị thay đổi áp suất, khiến chúng giải phóng những bọt khí li ti Chính những bọt khí này sẽ nổi lên trên, kéo theo các chất rắn lơ lững cũng như khó tan lên bề mặt bể và được thu gom về bồn chứa bằng thanh gạt ván nổi

Dòng nước sẽ được đưa về bể trung gian để bơm lên Bể UASB để xử lý, một phần nước sẽ được tuần hoàn về bồn tạo áp giúp Bể Tuyển Nổi hoạt động

Nước thải được bơm lên Bể UASB, do có hàm lượng COD cao nên phải áp dụng phương pháp phân hủy kỵ khí để xử lý Nước thải sẽ được dẫn từ dưới lên, đi qua lớp bùn kỵ khí có chứa các vi sinh vật để xử lý Các vi sinh vật kỵ khí này sẽ sử dụng các chất dinh dưỡng như Nito và Photpho để phát triển và nếu tạo điều kiện tốt nhất Nhưng do đây là quá trình kỵ khí nên sẽ sinh ra các sản phẩm khí Gas như: CO2, NH3, CH4, nếu thải trực tiếp ra môi trường sẽ ảnh hưởng đến chất lượng không khí môi trường xung quanh trạm xử lý

Kế đến, nước thải tự chảy qua công trình xử lý sinh học tiếp theo là bể thiếu khí Anoxic Trong môi trường thiếu khí, nitrate trong nước thải được chuyển hóa thành nitơ tự do Ngoài ra, trong môi trường thiếu vi sinh vật có khả năng hấp phụ photpho cao hơn mức bình thường photpho lúc này không những chỉ cần cho việc tổng hợp, duy trì tế bào và vận chuyển năng lượng mà còn được vi khuẩn dự trữ trong tế bào để

sử dụng cho các giai đoạt hoạt động tiếp theo Từ bể thiếu khí, nước thải được dẫn sang bể hiếu khí Aerotank

Bể Aerotank có chức năng loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học nhờ vi sinh vật hiếu khí Tại đây dưới áp lực của hệ thống phân phối khí, khuấy trộn nước thải với bùn hoạt tính, Oxy được cung cấp liên tục cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động Trong điều kiện đó, vi sinh vật tăng trưởng sinh khối và kết thành các bông bùn Hỗn hợp bùn hoạt tính và nước thải sẽ tự chảy sang bể lắng và bơm tuần hoàn 1 phần về Anoxic nhằm tăng hiệu quả xử lý nitơ

Cuối cùng, nước thải vào bể Lắng Đứng để lắng bùn vi sinh Tại đây, xảy ra quá trình lắng tách pha và giữ lại phần bùn (vi sinh vật) Hỗn hợp bùn (vi sinh vật) và nước thải sau khí trãi qua quá trình xử lý sinh học được dẫn qua bể lắng nhằm tiến hành tách bùn ra khỏi nước thải Bùn sinh học sau khi lắng được bơm tuần hoàn về bể Aerotank

và Anoxic nhằm duy trì nồng độ vi sinh vật trong bể Phần bùn dư tự chảy về bể chứa bùn sau đó nén bùn và xử lý bùn theo hợp đồng

Nước sau khi qua lắng , tiếp tục cho qua bể khử trùng (có châm hoá chất Clo hoạt tính) để khử trùng và đưa đến hệ thống xử lý tập trung của KCN Nước thải đạt loại B theo QCVN 11:2015/BTNMT

Bùn thải phát sinh từ các bể được thu gom về hố thu bùn được hút định kỳ theo hợp đồng xử lý

3.3.2 Đề xuất và thuyết minh công nghệ 2

b Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Nước thải trước khi vào hệ thống xử lý được đi qua song chắn rác để giữ lại những tạp chất có kích thước lớn như vây, xương, đầu cá và chuyển vào giỏ chứa rác,

Nước thải Song chắn rác

HTXL KCN

Tuần hoàn bùn

Mương oxi hóa

Clo

Bể keo tụ

Bồn chứa ván nổi

Bể nén bùn

rác tại đây được công nhân thu gom thường xuyên khi đầy Do thành phần dầu mỡ trong nước thải là yếu tố gây cản trở quá trình xử lý sinh học nên cần được loại bỏ trước khi qua các đơn vị xử lý tiếp theo

Nước được dẫn vào bể tách dầu mỡ để loại bỏ phần dầu mỡ Nước sau bể gạn dầu mỡ chảy vào bể điều hòa để điều hòa nồng độ và lưu lượng Nước thải hòa trộn với phèn nhôm trước khi vào bể keo tụ Polymer được châm vào bể keo tụ và được khuấy trộn bằng cánh khuấy nhằm tăng kích thước của bông cặn.Sau đó được đưa qua

bể tuyển nổi tại đây các chất lơ lửng được loại bỏ nhờ các bọt khí mịn lôi cuốn và kết dính các cặn nhỏ nổi lên bề mặt đồng thời BOD,COD, cũng giảm một phần.Váng trên

bề mặt được thiết bị gạt bọt bề mặt gạt và cặn lắng đáy bể được đưa vào bể chứa bùn

Nước thải được đưa tiếp sang mương oxi hóa để xử lý hoàn toàn lượng chất hữu cơ và chất dinh dưỡng có trong nước thải Ở mương oxy hóa lượng BOD, COD được xử lý với hiệu suất cao, đặc biệt tại đây lượng nitơ, photpho có trong nước thải được xử lý với hiệu quả cao nhất Bùn được tuần hoàn lại mương oxy hóa một phần nhằm duy trì nồng độ bùn nhất định trong mương Từ mương oxi hóa nước được đưa sang bể lắng II

để lắng bông cặn Sau khi qua bể lắng nước thải sẽ tiếp tục qua bể khử trùng Tại bể khử trùng, nước thải sẽ được bổ sung Clo để lọai bỏ các vi khuẩn có hại Nước thải sau

đó sẽ được đưa về hệ thống xử lý tập trung của KCN và đạt QCVN 11:2015/BTNMT cột B.[8]

Bùn từ bể tuyển nổi và bể lắng sẽ thu về bể chứa bùn sau đó nén bùn và xử lý bùn theo hợp đồng

Bùn từ bể tuyển nổi và bể lắng 2 được nén lại và đem đi chôn lấp theo quy định

3.3.3 Phân tích ưu, nhược điểm và lựa chọn công nghệ

Bảng 3.2 Hiệu quả xử lý qua từng công trình của phương án 1

Công trình

Hiệu suất (%)

BOD 5 mg/l

COD mg/l

N t mg/l

P t mg/l

SS mg/l

Dầu

mỡ mg/l

Colifom MPN/ 100ml

1803 2320 110 45 790 150 6.104

Song chắn rác BOD5: 3

COD: 3 SS: 3