tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần xuất nhập khẩu thủy sản cửu long an giang công suất 600 m3 ngày đêm

TNHH: Trách Nhiệm Hữu Hạn XNK TS: Xuất Nhập Khẩu Thuỷ Sản CP: Cổ Phần TCVN: Tiêu Chuẩn Việt Nam TCXD: Tiêu Chuẩn Xây Dựng QCVN: Quy Chuẩn Việt Nam BTNMT: Bộ Tài Nguyên Môi Trường ISO: In

DANH MỤC HÌNH v

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN XNK TS CỬU LONG AN GIANG 3

1.1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG TY 3

1.2 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY 4

1.3 NGÀNH NGHỀ KINH DOANH CỦA CÔNG TY 5

1.4 CƠ CẤU BỘ MÁY TỔ CHỨC 6

1.5 SƠ ĐỒ BỘ MÁY TỔ CHỨC CỦA CÔNG TY 6

1.6 NGUỒN PHÁT SINH NƯỚC THẢI, ĐẶC TRƯNG CỦA NƯỚC THẢI THỦY SẢN 8

1.7 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT, TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC THẢI THỦY SẢN 8

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT CHẾ BIẾN THỦY SẢN 12

2.1 CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN 12

2.2 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN 15

2.2.1 Phương pháp xử lý cơ học 15

2.2.2 Phương pháp xử lý hóa lý 17

2.2.3 Phương pháp xử lý hóa học 19

2.2.4 Phương pháp xử lý sinh học 20

2.3 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN ĐÃ ÁP DỤNG HIỆN NAY 28

2.3.1 Hệ thống xử lý nước thải của Công ty TNHH thực phẩm Đồng Tháp 28

2.3.2 Hệ thống xử lý nước thải của Công ty CP chế biến thuỷ sản Út Xi (Sóc Trăng) 30

CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT – PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 34

3.2.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ 34

3.2.2 Đề xuất sơ đồ công nghệ 35

3.3 So sánh 2 phương án và lựa chọn sơ đồ công nghệ 44

3.3.1 So sánh 2 phương án 44

3.3.2 Lựa chọn công nghệ 44

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN CHI TIẾT CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 46

4.1 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CẦN TÍNH TOÁN 46

4.2 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 47

4.2.1 Song chắn rác 47

4.2.2 Bể thu gom 50

4.2.3 Bể điều hòa 51

4.2.4 Bể tuyển nổi 57

4.2.5 Bể kỵ khí UASB 61

4.2.6 Bể Aeroten 71

4.2.7 Bể lắng đứng 81

4.2.8 Bể khử trùng 85

4.2.9 Bể nén bùn (kiểu lắng đứng) 86

4.2.10 Máy ép bùn 89

CHƯƠNG 5 KHAI TOÁN KINH PHÍ 91

5.1 CHI PHÍ ĐẦU TƯ 91

5.2 CHI PHÍ VẬN HÀNH 93

5.2.1 Chi phí điện năng 93

5.2.2 Chi phí nhân công, chi phí bảo trì, chi phí hoá chất 94

CHƯƠNG 6 QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 96

6.1 GIAI ĐOẠN KHỞI ĐỘNG 96

6.1.1 Bể UASB 96

6.1.2 Bể Aeroten 97

6.2 VẬN HÀNH HẰNG NGÀY 98

6.2.1 Bể UASB 98

6.2.2 Bể Aeroten 99

6.3 NGUYÊN NHÂN VÀ CÁCH KHẮC PHỤC SỰ CỐ TRONG VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ 100

6.4.1 Tổ chức quản lý 101

6.4.2 Kỹ thuật an toàn 102

6.4.3 Bảo trì 102

KẾT LUẬN-KIẾN NGHỊ 104

TÀI LIỆU THAM KHẢO 108

Hình 2 1 Bể keo tụ tạo bông 18

Hình 2 2 Bể tuyển nổi 19

Hình 2 3 Cấu tạo bể lọc sinh học nhỏ giọt 22

Hình 2 4 Nguyên lý hoạt động Aerotank 24

Hình 2 5 Bể MBBR 26

Hình 2 6 Sơ đồ hoạt động của hệ thống SBR 27

Hình 2 7 Bể UASB 28

Hình 2 8 Hệ thống xử lý nước thải của Công ty TNHH thực phẩm Đồng Tháp 29

Hình 2 9 Hệ thống xử lý nước thải của Công ty CP chế biến thủy sản Út Xi (Sóc Trăng) 32

Hình 3 1 Sơ đồ công nghệ phương án 1 36

Hình 3 2 Sơ đồ công nghệ phương án 2 40

Hình 4 1 Sơ đồ lắp đặt song chắn rác 49

Hình 4 2 Sơ đồ thiết lập cân bằng sinh khối quanh bể aeroten 74

Bảng 1 1 Tài khoản giao dịch ngân hàng của Công ty 5

Bảng 1 2 Thành phần, tính chất nước thải chế biến thủy sản 10

Bảng 2 1 Ứng dụng quá trình xử lý hóa học 20

Bảng 2 2 Tính chất nước thải của Công ty TNHH thực phẩm Đồng Tháp 29

Bảng 2 3 Tính chất nước thải của Công ty CP Út Xi (Sóc Trăng) 31

Bảng 3 1 Thành phần, tính chất của nước thải của nhà máy 34

Bảng 3 2 Ước tính hiệu quả của phương án 1 39

Bảng 3 3 Ước tính hiệu quả phương án 2 43

Bảng 4 1 Hệ số không điều hòa chung 46

Bảng 4 2 Các thông số thiết kế cho song chắn rác 47

Bảng 4 3 Thông số thiết kế bể thu gom 51

Bảng 4 4 Các dạng khuấy trộn ở bể điều hòa 53

Bảng 4 5 Thông số thiết kế bể điều hòa 56

Bảng 4 6 Các thông số tính toán bể tuyển nổi khí hoà tan 57

Bảng 4 7 Các thông số thiết kế bể tuyển nổi 61

Bảng 4 8 Thông số thiết kế bể UASB 70

Bảng 4 9 Các thông số thiết kế cho bể xử lí hiếu khí (Aeroten) 71

Bảng 4 10 Các thông số thiết kế của bể aeroten 80

Bảng 4 11 Thông số thiết kế bể lắng đứng 84

Bảng 5 1 Chi phí dự kiến xây dựng hệ thống xử lý nước thải 91

Bảng 5 2 Chi phí điện năng 93

TNHH: Trách Nhiệm Hữu Hạn

XNK TS: Xuất Nhập Khẩu Thuỷ Sản

CP: Cổ Phần

TCVN: Tiêu Chuẩn Việt Nam

TCXD: Tiêu Chuẩn Xây Dựng

QCVN: Quy Chuẩn Việt Nam

BTNMT: Bộ Tài Nguyên Môi Trường

ISO: International Organization for Standardization (Tổ Chức Quốc Tế Về Tiêu Chuẩn Hoá)

HACCP: Hazard Analysis and Critical Control Points (Hệ Thống An Toàn Thực Phẩm) HTXLNT: Hệ Thống Xử Lý Nước Thải

VSV: Vi Sinh Vật

SS: Chất Rắn Lơ Lửng

DO: Nồng Độ Oxy Hoà Tan

COD: Chemical Oxygen Demand (Nhu Cầu Oxy Hóa Học)

BOD5: Biochemical Oxygen Demand (Nhu Cầu Oxy Sinh Học)

UASB: Upflow Anaerobic Sludge Blanket (Bể Xử Lý Sinh Học Kỵ Khí)

MBBR: Moving Bed Biofilm Reactor (Bể Hiếu Khí Dính Bám)

SBR: Sequencing Batch Reactor (Bể Xử Lý Hiếu Khí Dạng Mẻ)

MLSS: Mixed Liquoz Suspended Solids (Hàm Lượng Chất Rắn Lơ Lửng Trong Bùn Lỏng)

MLVSS: Mixed Liquor Volatile Suspended Solid (Tổng Lượng Sinh Khối + Chất Rắn Hòa Tan Trong Bể Arotank)

MỞ ĐẦU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Trong thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa như hiện nay, mọi thứ đều phát triển nhanh chóng về mọi mặt Tuy nhiên, đi song song với những lợi ích to lớn do phát triển kinh tế xã hội mang lại thì các vấn đề môi trường cũng được đặt ra hết sức thiết yếu Tình trạng các nhà máy thải lượng nước thải chưa qua xử lý hoặc xử

lý không đạt chuẩn ra ngoài môi trường tạo nên tình trạng cá chết hàng loạt, ô nhiễm môi trường nước trầm trọng như hiện nay thì vấn đề môi trường trở nên cấp bách hơn bao giờ hết

Nguyên liệu ngành chế biến thủy sản rất đa dạng và phong phú, vì thế nước thải có chứa các thành phần gây mùi, một lượng chất hữu cơ lớn gây ô nhiễm cho nguồn tiếp nhận Nếu lượng nước thải này không được xử lý một cách kịp thời thì khi thải ra ngoài môi trường sẽ ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng cuộc sống Trước tình hình trên, đã có một số dự án nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải ngành thủy sản Trong đó nhiều hệ thống được ứng dụng vào thực tế và

mang lại kết quả khả quan Với đề tài “Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải

Công ty Cổ phần XNK TS Cửu Long An Giang công suất 600m 3 /ngày.đêm”, em

mong sẽ đóng góp một phần nhỏ vào việc hạn chế sự ô nhiễm môi trường do nước thải thủy sản gây ra

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải hiệu quả, kinh tế, tiết kiệm diện tích và góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường của nhà máy chế biến thủy sản gây ra Từ đề tài được lựa chọn sẽ góp phần củng cố kiến thức đã học, phục vụ cho việc học tập và công việc trong tương lai

Nước đầu ra phải đạt cột A theo QCVN 11:2015/BTNMT

1.3 NỘI DUNG CỦA ĐỒ ÁN

 Giới thiệu về Công ty Cổ phẩn XNK TS Cửu Long-An Giang

 Tổng quan về thành phần, tính chất và đặc trưng của nước thải thủy sản

 Đề xuất-phân tích và lựa chọn công nghệ xử lý

 Tính toán các công trình đơn vị cho phương án đã lựa chọn

 Khai toán kinh phí

 Quản lý và vận hành hệ thống xử lý nước thải

 Vẽ sơ đồ mặt cắt công nghệ (theo nước, theo bùn, bao gồm cao độ công trình)

 Vẽ chi tiết 05 công trình đơn vị hoàn chỉnh

1.4 TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỒ ÁN

Đồ án thực hiện nhằm đề ra phương án góp phần xử lý nước thải cho nhà máy giai đoạn đi vào hoạt động, tránh gây ô nhiễm môi trường khi xả thải vào nguồn tiếp nhận Lựa chọn công nghệ phù hợp để có thể áp dụng thực tế cho nhà máy Góp phần vào công tác bảo vệ môi trường, giữ gìn cảnh quan đô thị ngày càng trong sạch hơn Giúp các nhà quản lý làm việc hiệu quả và dễ dàng hơn

1.5 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

 Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập số liệu về điều kiện tự nhiên và tải lượng chất ô nhiễm do nước thải chế biến thuỷ sản gây ra khi nhà máy hoạt động

 Phương pháp so sánh: So sánh ưu, khuyết điểm của các công nghệ xử lý để đưa ra giải pháp xử lý chất thải có hiệu quả hơn

 Phương pháp trao đổi ý kiến: Trong quá trình thực hiện đồ án đã tham khảo

ý kiến của giáo viên hướng dẫn về vấn đề có liên quan

 Phương pháp tính toán: Sử dụng các công thức tính toán 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 đồ họa: Dùng phần mềm Autocard để mô tả kiến trúc công nghệ xử lý nước thải

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN XNK TS CỬU LONG AN

An Giang theo Giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số 5202000209 do Sở Kế

hoạch và Đầu tư tỉnh An Giang cấp ngày 05/05/2003

Nhà máy chế biến của Công ty bắt đầu xây dựng vào tháng 05/2003 và chính thức đi vào hoạt động từ tháng 03/2005 Nhà máy có công suất chế biến khoảng 100 tấn nguyên liệu/ngày tương đương khoảng 10.000 tấn cá thành phẩm/năm Sản phẩm của nhà máy được xuất đi khoảng 40 nước trên thế giới và và thị trường chủ yếu là Châu Âu, Trung Đông, Châu Á và Châu Úc

Năm 2006, Công ty là một trong 200 doanh nghiệp và thương nhân được trao giải “Doanh nghiệp xuất sắc năm 2006” (2006 Business Excellence Awards) do Ủy Ban Quốc Gia Về Hợp Tác Quốc Tế trao tặng Giải thưởng là kết quả của việc Công

ty có giải pháp thị trường xuất khẩu tốt nhất sang thị trường các nước và khu vực Đến ngày 02/05/2007 Công ty TNHH XNK TS Cửu Long An Giang chính thức chuyển đổi sang dưới hình thức Công ty Cổ phần theo Giấy chứng nhận đăng

ký kinh doanh số 5203000065 do Sở Kế hoạch và Đầu tư tỉnh An Giang cấp ngày

17/04/2007 và thay đổi thứ 01 vào ngày 13/11/2007

Năm 2007, Công ty là một trong doanh nghiệp xuất khẩu uy tín và là một trong

500 Doanh nghiệp lớn nhất Việt Nam

Năm 2008, là một trong 500 Doanh nghiệp lớn nhất Việt Nam và là một trong

100 Doanh nghiệp xuất khẩu hàng đạt chất lượng và uy tín của Việt Nam

Trong năm 2009 Công ty là một trong các Doanh nghiệp tiêu biểu nhận cúp vàng lần 01 năm 2009 do Bộ Công Thương và một số Bộ Ngành đồng tổ chức Về khen thưởng cá nhân Ban lãnh đạo cũng nhận được cúp vàng “Lãnh đạo xuất sắc” lần 01 năm 2009 do Bộ Công Thương và một số Bộ Ngành đồng tổ chức và khen

thưởng “Doanh nhân văn hóa Việt Nam” do Trung tâm Văn hóa doanh nhân Việt Nam trao tặng

Tháng 06/2006, nhà máy chế biến cá tra xuất khẩu 02 với công suất thiết kế

150 tấn cá nguyên liệu/ngày chính thức hoàn thành và đi vào hoạt động

1.2 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY [5]

 Tên Công ty: Công ty Cổ phần XNK TS Cửu Long-An Giang

 Tên giao dịch: Cuulong Fish Joint Stock Company

 Tên viết tắt: Cl- Fish Corp

 Logo:

 Vốn điều lệ: 90.000.000.000VNĐ (chín mươi tỷ đồng Việt Nam)

Tương ứng với: 9.000.000 cổ phần phổ thông

 Trụ sở chính: 90 Hùng Vương, Khóm Mỹ Thọ, P Mỹ Qúy, TP Long Xuyên, tỉnh An Giang

Bảng 1 1 Tài khoản giao dịch ngân hàng của Công ty [5]

6 Ngoại Thương An Giang 015.1.00.00.5566.5 015.1.37.00.5568.4

1.3 NGÀNH NGHỀ KINH DOANH CỦA CÔNG TY [5]

 Chế biến, bảo quản thủy sản và sản phẩm từ thủy sản;

 Mua bán cá và thủy sản;

 Mua bán hóa chất, dụng cụ dùng trong sản xuất và chế biến thủy sản;

 Nuôi trồng thủy sản;

 Mua bán nông sản (nếp, gạo, hạt điều, );

 Mua bán thực phẩm (đậu nành, đậu bắp, rau quả, đông lạnh);

 Sản xuất bao bì;

 Mua bán các loại nguyên vật tư trong ngành bao bì;

 Chế biến thức ăn thủy sản;

 Mua bán nguyên liệu, vật tư chăn nuôi thủy sản (cám bã đậu nành, bột cá, bột xương thịt, vitamin);

 Đầu tư cơ sở hạ tầng khu công nghiệp, khu du lịch, khách, sạn, cao ốc văn phòng;

 Chế biến thức ăn gia súc;

 Cho thuê kho lạnh;

 Đầu tư việc thực hiện giáp nhập và mua lại doanh nghiệp

1.4 CƠ CẤU BỘ MÁY TỔ CHỨC [5]

Công ty Cổ phần XNK TS Cửu Long-An Giang được tổ chức và hoạt động tuân thủ Luật Doanh nghiệp, các luật khác có liên quan và Điều lệ Công ty được Đại hội cổ đông nhất trí thông qua

Trụ sở Công ty: Là nơi đặt văn phòng làm việc của Hội đồng quản trị, Ban giám đốc và tất cả các phòng nghiệp vụ của Công ty

Địa chỉ: 90 Hùng Vương, Khóm Mỹ Thọ, P Mỹ Quý, TP Long Xuyên, tỉnh An

Giang

Điện thoại: (84-76) 3931000- 3932281 Fax: (84- 76) 3932446- 3932099

1.5 SƠ ĐỒ BỘ MÁY TỔ CHỨC CỦA CÔNG TY [5]

Tổ Cơ Khí, Sửa chữa

Tổ Cấp Nước, Thoát Nước

Bộ Phận Tiền Lương

Bộ Phận Nhân Sự

Bộ Phận Thống Kê

Đội Fillet Đội Sửa Ca

Tổ Kho Đội Thành Phẩm Đội Xếp Khuôn

1.6 NGUỒN PHÁT SINH NƯỚC THẢI, ĐẶC TRƯNG CỦA NƯỚC THẢI THỦY SẢN [3]

 Nguồn phát sinh nước thải [3]

Ô nhiễm do nước thải tại cơ sở chế biến thuỷ sản gồm nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt:

- Nước thải sản xuất: sinh ra trong quá trình chế biến và nước vệ sinh nhà xưởng, máy móc, thiết bị,… Thành phần nước thải có chứa các chất hữu cơ, 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,…)

- Nước thải sinh hoạt: sinh ra tại các khu vực vệ sinh và nhà ăn Thành phần nước thải có chứa các cặn bã, các chất rắn lơ lửng, các chất hữu cơ, các chất dinh dưỡng và vi sinh

 Đặc trưng nước thải thủy sản [3]

Trong nước thải thường chứa nhiều mảnh vụn thịt và ruột của các loại thủy sản, các mảnh vụn này thường dễ lắng và dễ phân hủy gây nên các mùi hôi tanh Ngoài ra trong nước thải còn thường xuyên có mặt các loại vảy cá và mỡ cá Trong nước thải đôi khi còn có chứa các sản phẩm có chứa indol và các sản phẩm trung gian của sự phân hủy các axit béo không no, gây nên mùi hôi thối rất khó chịu và đặc trưng, làm ô nhiễm về mặt cảm quan và ảnh hưởng sức khỏe công nhân trực tiếp làm việc Mùi hôi còn do các loại khí, sản phẩm của quá trình phân hủy kị khí không hoàn toàn của các hợp chất protid và axit béo khác trong nước thải sinh ra các hợp chất mecaptanes, H2S,…

1.7 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT, TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC THẢI THỦY SẢN [3]

a) Thành phần nước thải [3]

 Các chất hữu cơ

Các chất hữu cơ chứa trong nước thải chế biến thủy sản chủ yếu là dễ bị phân hủy Trong nước thải chứa các chất như cacbonhydrat, protein, chất béo,… Khi xả vào trong nguồn nước sẽ làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ Nồng độ oxy hòa tan dưới 50% bão hòa có khả năng gây ảnh hưởng đến sự phát triển của tôm, cá Oxy hòa tan giảm không chỉ gây suy thoái tài nguyên thủy sản mà còn làm giảm khả năng tự làm

sạch của nguồn nước, dẫn đến giảm chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp

 Chất rắn lơ lửng

Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc có màu, nó hạn chế độ sâu tầng nước được ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của tảo, rong rêu,… Chất rắn lơ lửng cũng là tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên thủy sinh đồng thời gây tác hại về mặt cảm quan (tăng độ đục của nguồn nước) và gây bồi lắng lòng sông cản trở sự lưu thông nước và tàu bè

 Chất dinh dưỡng

Nồng độ các chất nito, photpho cao gây ra hiện tượng phát triển bùng nổ các loài tảo, đến mức độ giới hạn tảo sẽ bị chết và phân hủy gây nên hiện tượng thiếu oxy Nếu nồng độ oxy giảm tới 0 gây hiện tượng thủy vực chết ảnh hưởng tới chất lượng nước của thủy vực Ngoài ra, các loài tảo nổi trên mặt nước tạo thành lớp màng khiến cho bên dưới không có ánh sáng Quá trình quang hợp của các thực vật tầng dưới bị ngưng trệ Tất cả các hiện tượng trên gây tác động xấu tới chất lượng nước, ảnh hưởng tới hệ thủy sinh, nghề nuôi trồng thủy sản, du lịch và cấp nước Amoniac rất độc cho tôm, cá dù ở nồng độ rất nhỏ Nồng độ làm chết tôm, cá

từ 1,2 – 3 mg/l Tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi trồng thủy sản của nhiều quốc gia yêu cầu nồng độ amoniac không vượt quá 1 mg/l

 Vi sinh vật

Các vi sinh vật đặc biệt là vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sán trong nguồn nước là nguồn ô nhiễm đặc biệt Con người trực tiếp sử dụng nguồn nước nhiễm bẩn hay qua các nhân tố lây bệnh sẽ truyền dẫn các bệnh dịch cho người như bệnh

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

b) Tính chất nước thải [3]

Nước thải từ quá trình tiếp nhận và chế biến sản phẩm thường có màu nâu xám

do sự phân hủy của các nucle protein, lipit, photphat với mùi đặc trưng của quá trình thối rửa, do các loại vi khuẩn yếm khí ký sinh sống ở trong cơ thể và các loài vi khuẩn hiếu khí sống ở da và mang cá phân giải các loại axit amin thành các chất gây mùi như H2S, CH4, NH3,… Tùy thuộc vào chủng loại sản phẩm mà mùi có thể dao động từ mùi nhẹ đến nặng Đặc biệt là nước thải từ các quá trình chế biến như tôm, mực và bạch tuộc có mùi rất nặng

Màu sắc của nước thải thay đổi theo sản phẩm chính chế biến trong ngày Màu nước thải từ ít màu đến màu rất đậm Riêng nước thải tại các bể tập trung thường có màu xám đến đen do quá trình tự phân hủy các hợp chất hữu cơ bởi các nhóm men

có hàm lượng các chất ô nhiễm cao nếu không được xử lý sẽ gây ô nhiễm các nguồn nước mặt và nước ngầm trong khu vực

Bảng 1 2 Thành phần, tính chất nước thải chế biến thủy sản[5]

c) Tác động của nước thải đến môi trường [8]

Nước thải thủy sản có hàm lượng các chất ô nhiễm cao nếu không được xử lý

sẽ gây ô nhiễm các nguồn nước mặt và nước ngầm trong khu vực

Đối với nước ngầm tầng nông, nước thải chế biến thủy sản có thể thấm xuống đất và gây ô nhiễm nước ngầm Các nguồn nước ngầm nhiễm các chất hữu cơ, chất dinh dưỡng, vi trùng rất khó để xử lý nước sạch cấp nước cho sinh hoạt

Đối với các nguồn nước mặt, các chất ô nhiễm có trong nước thải chế biến thủy sản sẽ làm suy thoái chất lượng nước, tác động xấu đến môi trường và thủy sinh vật, cụ thể như sau:

 Các chất hữu cơ: Các chất hữu cơ có trong nước thải chế biến thủy sản chủ

yếu là dễ bị phân hủy Trong nước thải có chứa các chất như: cacbonhydrat, protein, chất béo, khi xả vào nguồn nước sẽ làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ Nồng độ oxy hòa tan dưới 50% bão hòa có khả năng gây ảnh hưởng của sự phát triển của tôm ,cá Oxy hòa tan giảm không chỉ gây suy thoái tài nguyên thủy sản

mà còn làm giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước, dẫn đến giảm lượng nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp

 Tác động của chất rắn lơ lửng: Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc

có màu, nó làm hạn chế độ sâu tằng nước được ánh sáng chiếu xuống, làm ảnh

hưởng tới quá trình quang hợp của tảo, rong rêu, Chất rắn lơ lửng của là tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên thủy sản đồng thời gây tác động về mặt cảm quan (tăng độ đục màu nước) và gây bồi lắng lòng sông, cản trợ sự lưu thông nước và tàu bè,

 Tác động của các chất dinh dưỡng (N,P): Nồng độ của nitơ, photpho gây ra

hiện tượng phát triển bùng nổ các loài tảo, đến mức độ giới hạn tảo sẽ bị chết

và phân hủy gây nên hiện tượng thiếu oxy Nếu nồng độ oxy giảm tới 0 gây ra hiện tượng thủy vực chết ảnh hưởng tới chất lượng nước của thủy vực Ngoài

ra, các loại tảo nổi trên mặt nước tạo thành lớp màng khiến cho bên dưới không

có ánh sáng Quá trình quang hợp của các thực vật tầng dưới bị ngưng trệ Tất

cả các hiện tượng trên gây tác động xấu đến chất lượng nước, ảnh hưởng tới hệ thủy sinh, nghề nuôi trồng thủy sản, du lịch và cấp nước,

Amonia rất độc cho cá, tôm dù chỉ một lượng độc rất nhỏ Nồng độ làm chết tôm, cá từ 1,2-3 mg/l Tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi trồng thủy sản của nhiều quốc gia yêu cầu Amonia không vượt quá 1 mg/l

 Vi sinh vật(VSV): Các VSV đặc biệt vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sáng

trong nguồn nước là nguồn ô nhiễm đặc biệt Con người trực tiếp sử dụng nguồn nước nhiễm bẩn hay qua các nhân tố lây bệnh sẽ truyền dẫn các bệnh dịch cho con người như: bệnh lỵ, thương hàn, bại liệt, nhiễm khuẩn đường tiết niệu,

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN

XUẤT CHẾ BIẾN THỦY SẢN

2.1 CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN

a) Thông số vật lý [3]

Hàm lượng chất rắn lơ lửng

Các chất rắn lơ lửng trong nước ((Total) Suspended Solids – (T)SS - SS) có thể có bản chất là:

- Các chất vô cơ không tan ở dạng huyền phù (phù sa, gỉ sét, bùn, hạt sét, );

- Các chất hữu cơ không tan;

- Các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh,…)

Sự có mặt của các chất rắn lơ lửng cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hóa chất trong quá trình xử lý

Mùi

Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là H2S (mùi trứng thối) Các hợp chất khác, chẳng hạn như indol, skatol, cadaverin và cercaptan được tạo thành dưới điều kiện yếm khí có thể gây ra những mùi khó chịu hơn cả H2S

Độ màu

Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc nhuộm hoặc do các sản phẩm được tạo ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ Đơn vị

đo độ màu thông dụng là mgPt/L (thang đo Pt _Co)

Độ màu là một thông số thường mang tính chất cảm quan, có thể được sử dụng để đánh giá trạng thái chung của nước thải

b) Thông số hóa học [3]

Độ pH của nước

pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thường được

dùng để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước

Độ pH của nước có liên quan dạng tồn tại của kim loại và khí hoà tan trong nước pH có ảnh hưởng đến hiệu quả tất cả quá trình xử lý nước Độ pH có ảnh

hưởng đến các quá trình trao đổi chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật trong nước

Do vậy rất có ý nghĩa về khía cạnh sinh thái môi trường

Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand - COD)

COD (Nhu Cầu Oxy Hóa Học) là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hóa học trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ Như vậy, COD là lượng oxy cần

để oxy hóa toàn bộ các chất hóa học trong nước, trong khi đó BOD là lượng oxy cần thiết để oxy hóa một phần các hợp chất hữu cơ dễ phân huỷ bởi vi sinh vật COD là một thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ nói chung và cùng với thông số BOD, giúp đánh giá phần ô nhiễm không phân hủy sinh học của nước từ đó có thể lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp

Nhu cầu oxy sinh học (Biochemical Oxygen Demand-BOD)

BOD (Nhu Cầu Oxy Sinh Hóa) là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ theo phản ứng:

Chất hữu cơ + O2 CO2 + H2O + tế bào mới + sản phẩm trung gian Trong môi trường nước, khi quá trình oxy hóa sinh học xảy ra thì các vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan, vì vậy xác định tổng lượng oxy hòa tan cần thiết cho quá trình phân huỷ sinh học là phép đo quan trọng đánh giá ảnh hưởng của một dòng thải đối với nguồn nước BOD có ý nghĩa biểu thị lượng các chất thải hữu cơ trong nước có thể bị phân huỷ bằng các vi sinh vật

Oxy hòa tan (Dissolved Oxygen - DO)

DO là lượng oxy hòa tan trong nước cần thiết cho sự hô hấp của các sinh vật nước (cá, lưỡng thể, thuỷ sinh, côn trùng, ) thường được tạo ra do sự hòa tan từ khí quyển hoặc do quang hợp của tảo

Nồng độ oxy tự do trong nước nằm trong khoảng 8 - 10 ppm, và dao động mạnh phụ thuộc vào nhiệt độ, sự phân huỷ hoá chất, sự quang hợp của tảo và v.v Khi nồng độ DO thấp, các loài sinh vật nước giảm hoạt động hoặc bị chết Do vậy,

DO là một chỉ số quan trọng để đánh giá sự ô nhiễm nước của các thuỷ vực

Nitơ và các hợp chất chứa nitơ

Trong nước mặt cũng như nước ngầm nitơ tồn tại ở 03 dạng chính là: ion amoni (NH4+), nitrit (NO2-) và nitrat (NO3-) Dưới tác động của nhiều yếu tố hóa lý và do hoạt động của một số sinh vật các dạng nitơ này chuyển hóa lẫn nhau, tích tụ lại

lượng vượt mức cho phép kéo dài, trẻ em và phụ nữ có thai có thể mắc bệnh xanh

da vì chất độc này cạnh tranh với hồng cầu để lấy oxy

Phospho và các hợp chất chứa phospho

Trong các loại nước thải, Phospho hiện diện chủ yếu dưới các dạng phosphate Các hợp chất Phosphate được chia thành Phosphate vô cơ và Phosphate hữu cơ Phospho là một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật Việc xác định Phospho tổng là một thông số đóng vai trò quan trọng để đảm bảo quá trình phát triển bình thường của các vi sinh vật trong các hệ thống xử

lý chất thải bằng phương pháp sinh học

Phospho và các hợp chất chứa Phospho có liên quan chặt chẽ đến hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước, do sự có mặt quá nhiều các chất này kích thích sự phát triển mạnh của tảo và vi khuẩn lam

Chất hoạt động bề mặt

Các chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm 02 phần: kị nước và ưa nước tạo nên sự phân tán của các chất đó trong dầu và trong nước Nguồn tạo ra các chất hoạt động bề mặt là do việc sử dụng các chất tẩy rửa trong sinh hoạt và trong một số ngành công nghiệp

c) Thông số vi sinh vật [3]

Nhiều vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nước thải có thể truyền hoặc gây bệnh cho người Chúng vốn không bắt nguồn từ nước mà cần có vật chủ để sống ký sinh, phát triển và sinh sản Một số các sinh vật gây bệnh có thể sống một thời gian khá dài trong nước và là nguy cơ truyền bệnh tiềm tàng, bao gồm vi khuẩn, virus, giun sán

- Vi khuẩn: Các loại vi khuẩn gây bệnh có trong nước thường gây các bệnh

về đường ruột, như dịch tả (cholera) do vi khuẩn Vibrio comma, bệnh thương hàn (typhoid) do vi khuẩn Salmonella typhosa,

- Virus: có trong nước thải có thể gây các bệnh có liên quan đến sự rối loạn

hệ thần kinh trung ương, viêm tủy xám, viêm gan, Thông thường khử trùng bằng các quá trình khác nhau trong các giai đoạn xử lý có thể diệt được virus

- Giun sán (helminths): Giun sán là loại sinh vật ký sinh có vòng đời gắn liền với hai hay nhiều động vật chủ, con người có thể là một trong số các vật chủ này Chất thải của người và động vật là nguồn đưa giun sán vào

nước Tuy nhiên, các phương pháp xử lý nước hiện nay tiêu diệt giun sán rất hiệu quả

2.2 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN

bộ tại chỗ tách các chất phân tán thô nhằm đảm bảo cho hệ thống thoát nước hoặc các công trình xử lý nước thải phía sau hoạt động ổn định

Phương pháp xử lý cơ học tách khỏi nước thải sinh hoạt khoảng 60% tạp chất không tan, tuy nhiên BOD, COD trong nước thải giảm không đáng kể Để tăng cường quá trình xử lý cơ học, người ta làm thoáng nước thải sơ bộ trước khi lắng nên hiệu suất xử lý của các công trình cơ học có thể tăng đến 75% và BOD, COD giảm đi 10 – 15%

 Một số công trình xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học bao gồm:

Song chắn rác [8]

Song chắn rác dùng để giữ lại các tạp chất thô như giấy, rác, túi nilon, vỏ cây

và các tạp chất có trong nước thải 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, nhực hoặc gỗ, Tiết diện của các thanh này là hình chữ nhật, hình tròn hoặc elip Bố trí song chắn rác trên máng dẫn nước thải Các song chắn rác đặt song song với nhau, nghiêng về phía dòng nước chảy để giữ rác lại Song chắn rác thường đặt nghiêng theo chiều dòng chảy một góc 500 đến

900

Thiết bị chắn rác bố trí tại các máng dẫn nước thải trước trạm bơm nước thải

và trước các công trình xử lý nước thải

Bể tách dầu mỡ [8]

Bể tách dầu mỡ nhằm loại bỏ các tạp chất có khối lượng riêng nhỏ hơn nước,

lý), các chất này sẽ bịt kín lỗ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong các bể sinh học và phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính của bể Aerotank, gây khó khăn trong quá trình lên men cặn Áp dụng trọng lực tự nhiên, các hạt dầu nổi lên do tỷ trọng riêng của chúng

và được vớt ra ngoài

 Điều kiện áp dụng

Bể tách dầu mỡ thường dùng cho nước thải có hàm lượng dầu mỡ > 100 mg/l Vận tốc nước trong bể tách dầu mỡ có thể dao động từ 0,005 – 0,01 m/s Đối với các hạt dầu có đường kính 80 ÷ 100μm, vận tốc nổi lên của hạt bằng 1 đến 4 mm/s

Bể tách dầu thường có 2 ngăn trở lên Chiều rộng từ 2÷3m, chiều sâu lớp nước từ 1,2 ÷ 1,5m

Có 2 quá trình tách dầu:

Dùng trọng lực tự nhiên: các hạt dầu từ nổi lên do tỷ trọng riêng của chúng

Dùng trọng lực nhân tạo: dùng lực ly tâm hay cyclone  tăng trưởng trọng lực

Bể điều hoà [8]

Lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải các khu dân cư, công trình công cộng như các nhà máy xí nghiệp luôn thay đổi theo thời gian phụ thuộc vào các điều kiện hoạt động của các đối tượng thoát nước này Sự dao động về lưu lượng nước thải, thành phần và nồng độ chất bẩn trong đó sẽ ảnh hưởng không tốt đến hiệu quả làm sạch nước thải Trong quá trình lọc cần phải điều hoà lưu lượng dòng chảy, một trong những phương án tối ưu nhất là thiết kế bể điều hoà lưu lượng

Bể điều hoà làm tăng hiệu quả của hệ thống xử lý sinh học do nó hạn chế hiện tượng quá tải của hệ thống hoặc dưới tải về lưu lượng cũng như hàm lượng chất hữu

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 lắng [8]

 Bể lắng cát [8]

Trong thành phần cặn lắng nước thải thường có cát với độ lớn thủy lực µ = 18 mm/s Đây là các phần tử vô cơ có kích thước và tỷ trọng lớn Mặc dù không độc hại nhưng chúng cản trở hoạt động của các công trình xử lý nước thải như tích tụ trong bể lắng, bể metan,… làm giảm dung tích công tác công trình, gây khó khăn cho việc xả bùn cặn, phá huỷ quá trình công nghệ của trạm xử lý nước thải Để đảm

bảo cho các công trình xử lý sinh học nước thải hoạt động ổn định cần phải có các công trình và thiết bị phía trước

Cát lưu giữ trong bể từ 2 đến 5 ngày Các loại bể lắng cát thường dùng cho các trạm xử lý nước thải công xuất trên 100m3/ngày Các loại bể lắng cát chuyển động quay có hiệu quả lắng cát cao và hàm lượng chất hữu cơ trong cát thấp Do cấu tạo đơn giản bể lắng cát ngang được sử dụng rộng rãi hơn cả Tuy nhiên trong điều kiện cần thiết phải kết hợp các công trình xử lý nước thải, người ta có thể dùng bể lắng cát đứng, bể lắng cát tiếp tuyến hoặc thiết bị xiclon hở một tầng hoặc xiclon thuỷ lực

Từ bể lắng cát, cát được chuyển ra sân phơi cát để làm khô bằng biện pháp trọng lực trong điều kiện tự nhiên

 Bể lắng nước thải [8]

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 Vì vậy, đây là quá trình quan trọng trong xử lý nước thải, thường bố trí xử lý ban đầu, bố trí nối tiếp nhau, quá trình lắng tốt có thể loại bỏ đến 90 ÷ 95% lượng cặn có trong nước hay sau khi xử lý sinh học Để có thể tăng cường quá trình lắng ta có thể thêm vào chất đông tụ sinh học Sự lắng của các hạt xảy ra dưới tác dụng của trọng lực 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

trình lắng ra khỏi nước thải Các công trình tiêu biểu của việc áp dụng phương pháp hóa học bao gồm:

Bể keo tụ, tạo bông [8]

Hình 2 1 Bể keo tụ tạo bông

(Nguồn: [8])

Quá trình keo tụ tạo bông 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 vì tốn rất nhiều thời gian Để tăng hiệu quả lắng, giảm bớt thời gian lắng của chúng thì thêm vào nước thải một số hóa chất như phèn nhôm, phèn sắt, polymer,… Các chất này có tác dụng kết dính các chất khuếch tán trong dung dịch thành các hạt có kích cỡ và tỷ trọng lớn hơn nên sẽ lắng nhanh hơn

Các chất keo tụ dùng là phèn nhôm: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)3Cl, KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O; phèn sắt: Fe2(SO4)3.2H2O, FeSO4.7H2O, FeCl3 hay chất keo tụ không phân ly, dạng cao phân tử có nguồn gốc thiên nhiên hay tổng hợp

Phương pháp keo tụ có thể làm trong nước và khử màu nước thải vì sau khi tạo bông cặn, các bông cặn lớn lắng xuống thì những bông cặn này có thể kéo theo các chất phân tán không tan gây ra màu

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 phần 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

Phương pháp hấp phụ [8]

Hấp phụ là phương pháp tách các chất hữu cơ và khí hòa tan ra khỏi nước thải bằng cách tập trung các chất đó trên bề mặt chất rắn (chất hấp phụ) hoặc bằng cách tương tác giữa các chất bẩn hòa tan với các chất rắn (hấp phụ hóa học)

2.2.3 Phương pháp xử lý hóa học [8]

Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học thường là khâu cuối cùng trong dây chuyền công nghệ trước khi xả ra nguồn yêu cầu chất lượng cao hoặc khi cần thiết sử dụng lại nước thải Các quá trình xử lý hóa học được trình bày trong bảng sau:

Bảng 2 1 Ứng dụng quá trình xử lý hóa học [8]

Trung hòa Để trung hòa các nước thải có độ kiềm hoặc axit cao

Khử trùng Để loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh Các phương pháp thường sử dụng

là: chlorine, chlorine dioxide, bromide chlorine, ozone…

Các quá trình

khác

Nhiều loại hóa chất được sử dụng để đạt được những mục tiêu nhất định nào đó Ví dụ như dùng hóa chất để kết tủa các kim loại nặng trong nước thải

2.2.4 Phương pháp xử lý sinh học [8]

Các chất hữu cơ ở dạng keo, huyền phù và dung dịch là nguồn thức ăn của vi sinh vật Trong quá trình hoạt động sống, vi sinh vật oxy hóa hoặc khử các hợp chất hữu cơ này, kết quả là làm sạch nước thải khỏi các chất bẩn hữu cơ

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí: Quá trình xử lý nước thải được dựa trên sự oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải nhờ oxy tự do hòa tan Nếu oxy được cấp bằng thiết bị hoặc nhờ cấu tạo công trình, thì đó là quá trình sinh học hiếu khí trong điều kiện nhân tạo Ngược lại, nếu oxy được vận chuyển và hòa tan trong nước nhờ các yếu tố tự nhiên thì đó là quá trình xử lý sinh học hiếu khí trong điều kiện tự nhiên

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kỵ khí: Quá trình xử lý được dựa trên cơ sở phân huỷ các chất hữu cơ giữ lại trong công trình nhờ sự lên men kỵ khí Đối với các hệ thống thoát nước qui mô vừa và nhỏ người ta thường dùng các công trình kết hợp với việc tách cặn lắng với phân huỷ yếm khí các chất hữu cơ trong pha rắn và pha lỏng

a) Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên [8]

Các công trình xử lý nước thải trong đất [8]

Các công trình xử lý nước thải trong đất là những vùng đất quy hoạch tưới nước thải định kỳ gọi là cánh đồng ngập nước (cánh đồng tưới và cánh đồng lọc) Cánh đồng ngập nước được tính toán thiết kế dựa vào khả năng giữ lại, chuyển hóa chất bẩn trong đất Khi lọc qua đất, các chất lơ lửng và keo sẽ được giữ lại ở lớp trên cùng Những chất đó tạo nên lớp màng gồm vô số vi sinh vật có khả năng hấp phụ và oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải Hiệu suất xử lý nước thải trong cánh đồng ngập nước phụ thuộc vào các yếu tố như loại đất, độ ẩm của đất, mực

nước ngầm, tải trọng, chế độ tưới, phương pháp tưới, nhiệt độ và thành phần tính chất nước thải Đồng thời nó còn phụ thuộc vào các loại cây trồng ở trên bề mặt Trên cánh đồng tưới ngập nước có thể trồng nhiều loại cây, song chủ yếu là loại cây không thân gỗ

Hồ sinh học [8]

Hồ sinh học là các thuỷ vực tự nhiên hoặc nhân tạo, không lớn mà ở đấy diễn

ra quá trình chuyển hoá các chất bẩn Quá trình này diễn ra tương tự như quá trình

tự làm sạch trong nước sông hồ tự nhiên với vai trò chủ yếu là các vi khuẩn và tảo Theo bản chất quá trình xử lý nước thải và điều kiện cung cấp oxy người ta chia hồ sinh học ra hai nhóm chính: hồ sinh học ổn định nước thải và hồ làm thoáng nhân tạo

Hồ sinh học ổn định nước thải có thời gian nước lưu lại lớn (từ 2 – 3 ngày đến hàng tháng) nên điều hòa được lưu lượng và chất lượng nước thải đầu ra Oxy cung cấp cho hồ chủ yếu là khuếch tán qua bề mặt hoặc do quang hợp của tảo Quá trình phân huỷ chất bẩn diệt khuẩn mang bản chất tự nhiên

Theo điều kiện khuấy trộn hồ sinh học làm thoáng nhân tạo có thể chia thành hai loại là hồ sinh học làm thoáng hiếu khí và hồ sinh học làm thoáng tuỳ tiện Trong

hồ sinh học làm thoáng hiếu khí nước thải trong hồ được xáo trộn gần như hoàn toàn Trong hồ không có hiện tượng lắng cặn Hoạt động hồ gần giống như bể Aerotank Còn trong hồ sinh học làm thoáng tuỳ tiện còn có những vùng lắng cặn

và phân huỷ chất bẩn trong điều kiện yếm khí Mức độ xáo trộn nước thải trong hồ

được hạn chế

b) Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo [8]

 Xử lý sinh học trong điều kiện thiếu khí (Bể Anoxic) [8]

Nguyên tắc của quá trình này là trong điều kiện thiếu khí oxy (hàm lượng oxy hòa tan được giữ trong nước là 1 mg/l) thì các chất dinh dưỡng như N, P có trong nước thải sẽ bị các VSV tùy nghi phân hủy Phương pháp chủ yếu là khử N:

Các màng sinh vật bao gồm các loại vi khuẩn hiếu khí, vi khuẩn tuỳ tiện, động vật nguyên sinh, giun, bọ,… hình thành xung quanh hạt vật liệu lọc hoặc trên bề mặt giá thể (sinh trưởng bám dính) sẽ hấp thụ chất hữu cơ Các công trình chủ yếu là bể lọc sinh học, đĩa lọc sinh học, bể lọc sinh học có vật liệu lọc nước,…

Các công trình xử lý nước thải theo nguyên lý bám dính chia làm hai loại: Loại

có vật liệu lọc tiếp xúc không ngập trong nước với chế độ tưới nước theo chu kỳ và loại có vật liệu lọc tiếp xúc ngập trong nước ngập oxy

Bể lọc sinh học nhỏ giọt [8]

Hình 2 3 Cấu tạo bể lọc sinh học nhỏ giọt

(Nguồn: [8])

Bể lọc sinh học nhỏ giọt dùng để xử lý sinh học hoàn toàn nước thải, đảm bảo

BOD trong nước thải ra khỏi bể lắng đợt hai dưới 15 mg/l

Bể có cấu tạo hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng Do tải trọng thủy lực và tải trọng chất bẩn hữu cơ thấp nên kích thước vật liệu lọc không lớn hơn 30mm thường là các loại đá cục, cuội, than cục Chiều cao lớp vật liệu lọc trong bể

từ 1,5 – 2 m Bể được cấp khí tự nhiên nhờ các cửa thông gió xung quanh thành với diện tích bằng 20% diện tích sàn thu nước hoặc lấy từ dưới đáy với khoảng cách giữa đáy bể và sàn đỡ vật liệu lọc cao 0,4 - 0,6 m Để lưu thông hỗn hợp nước thải

và bùn cũng như không khí vào trong lớp vật liệu lọc, sàn thu nước có các khe hở Nước thải được tưới từ trên bờ mặt nhờ hệ thống phân phối vòi phun, khoan lỗ hoặc máng răng cưa

Đĩa lọc sinh học [8]

Đĩa lọc sinh học được dùng để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học theo nguyên lý bám dính Đĩa lọc là các tấm nhựa, gỗ,… hình tròn đường kính 2–4

m dày dưới 10 mm ghép với nhau thành khối cách nhau 30–40 mm và các khối này

được bố trí thành dãy nối tiếp quay đều trong bể nước thải Đĩa lọc sinh học được

sử dụng rộng rãi để xử lý nước thải sinh hoạt với công suất không hạn chế Tuy nhiên người ta thường sử dụng hệ thống đĩa để cho các trạm xử lý nước thải công

suất dưới 5000 m 3 /ngày

Bể lọc sinh học có vật liệu lọc ngập trong nước [8]

Bể lọc sinh học có vật liệu lọc ngập trong nước hoạt động theo nguyên lý lọc dính bám Công trình này thường được gọi là Bioten có cấu tạo gần giống với bể lọc sinh học và Aerotank Vật liệu lọc thường được đóng thành khối và ngập trong nước Khí được cấp với áp lực thấp và dẫn vào bể cùng chiều hoặc ngược chiều với nước thải Khi nước thải qua lớp vật liệu lọc, BOD bị khử và NH4+ bị chuyển hoá thành NO3- trong lớp màng sinh vật Nước đi từ dưới lên, chảy vào máng thu và được dẫn ra ngoài

 Xử lý sinh học bằng hệ vi sinh vật sinh trưởng lơ lửng [8]

Xử lý sinh học bằng phương pháp bùn hoạt tính [8]

Bùn hoạt tính là tập hợp vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh,… thành các bông bùn xốp, dễ hấp thụ chất hữu cơ và dễ lắng (vi sinh vật sinh trưởng

lơ lững) Các công trình chủ yếu là các loại bể Aerotank, kênh oxy hóa hoàn toàn,… Các công trình này được cấp khí cưỡng bức đủ oxy cho vi khuẩn oxy hóa chất hữu

cơ và khuấy trộn đều bùn hoạt tính với nước thải

và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ không hoà tan và thành tế bào mới Trong Aerotank lượng bùn hoạt tính tăng dần lên, sau

đó được tách ra tại bể lắng đợt hai Một phần bùn được quay lại về đầu bể Aerotank

để tham gia quá trình xử lý nước thải theo chu trình mới

chúng sẽ bị chết, khả năng bám vào vật liệu không còn Khi chúng không bám được lên bề mặt vật liệu sẽ bị bong ra rơi vào trong nước thải Một lượng nhỏ vi sinh vật còn bám trên các vật liệu sẽ tiếp tục sử dụng các hợp chất hữu cơ có trong nước thải

để hình thành một quần xã sinh vật mới

Ngoài nhiệm vụ xử lý các hợp chất hữu cơ trong nước thải, thì trong bể sinh học hiếu khí dính bám lơ lững còn xảy ra quá trình Nitritrat hóa và Denitrate, giúp loại bỏ các hợp chất nito, photpho trong nước thải, do đó không cần sử dụng bể Anoxic Vi sinh vật bám trên bề mặt vật liệu lọc gồm 03 loại: lớp ngoài cùng là vi sinh vật hiếu khí, tiếp là lớp vi sinh vật thiếu khí, lớp trong cùng là vi sinh vật kị khí Trong nước thải sinh hoạt, nito chủ yếu tồn tại ở dạng ammoniac, hợp chất nito hữu cơ Vi sinh vật hiếu khí sẽ chuyển hóa hợp chất nito về dạng nitrite, nitrate Tiếp tục vi sinh vật thiếu khí và kị khí sẽ sử dụng các hợp chất hữu cơ trong nước thải làm chất oxy hóa để khử nitrate, nitrite về dạng khí N2 bay lên Mặt khác quá trình nito một phần còn được thực hiện tại bể lắng sinh học Vì vậy hiệu quả xử lý hợp chất nito, photpho trong nước thải sinh hoạt của công trình này rất tốt

Ngoài ra, để tăng cường khả năng xử lý nito của bể sinh học thiếu khí người

ta thêm vao bể giá thể MBBR Thể tích của vật liệu MBBR so với thể tích bể được điều chỉnh theo tỷ lệ phù hợp, thường là <50% thể tích bể

Bể sinh học kết hợp giá thể lơ lửng MBBR gồm 02 loại: bể hiếu khí và bể thiếu khí

Trong bể hiếu khí sự chuyển động của các giá thể được tạo thành do sự khuyếch tán của những bọt khí có kích thước trung bình từ máy thổi khí Trong khi

đó ở bể thiếu khí thì quá trình này được tạo ra bởi sự xáo trộn của các giá thể trong

bể bằng cánh khuấy

Hình 2 5 Bể MBBR

A) Bể MBBR hiếu khí B) Bể MBBR thiếu khí

4) Gạn nước- Decant- Rút nước trong bằng hệ thống decanter

5) Chờ- Idle- Giai đoạn phụ có hoặc không tùy theo thiết kế

Do nước vào, phản ứng (kị khí, hiếu khí, thiếu khí), lắng, tháo nước ra, nạp mẻ mới được thực hiện trong cùng 1 bể phản ứng, do đó rất tiết kiệm diện tích xây dựng Đồng thời, bùn hoạt tính không cần tuần hoàn để duy trì nồng độ bùn trong bể như các quá trình bùn hoạt tính khác SBR có hiệu quả cao khi xử

lý nước có hàm lượng chất hữu cơ hòa tan và chất dinh dưỡng cao Nó còn được

áp dụng để xử lý nước thải nhiễm phenol, benzoic axit, các chất béo

A) B)

Hình 2 6 Sơ đồ hoạt động của hệ thống SBR

(Nguồn: [8])

 Xử lý sinh học kỵ khí trong điều kiện nhân tạo [8]

Phân hủy kỵ khí (Anaerobic Descomposotion) là quá trình phân hủy các chất hữu cơ thành chất khí (CH4 và CO2) trong điều kiện không có oxy Việc chuyển hóa các axit hữu cơ thành khí metan sản sinh ra ít năng lượng Lượng chất hữu cơ chuyển hoá thành khí vào khoảng 80 ÷ 90%

Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải, pH, nồng độ MLSS Nhiệt

độ thích hợp cho phản ứng sinh khí là từ 32 ÷ 35oC

Ưu điểm nổi bật của quá trình xử lý kỵ khí là lượng bùn sản sinh ra rất thấp,

vì thế chi phí cho việc xử lý bùn thấp hơn nhiều so với các quá trình xử lý hiếu khí

Phương pháp xử lý kỵ khí với sinh trưởng lơ lững [8]

 Phương pháp tiếp xúc kị khí (Bể UASB) [8]

- Bể lên men có thiết bị trộn và bể lắng riêng Quá trình này cung cấp phân ly

và hoàn lưu các vi sinh vật giống, do đó cho phép vận hành quá trình ở thời gian lưu từ 6 ÷ 12 giờ

- Cần thiết bị khử khí (Degasifier) giảm thiểu tải trọng chất rắn ở bước phân ly

- Để xử lý ở mức độ cao, thời gian lưu chất rắn được xác định là 10 ngày ở nhiệt độ 32oC, nếu nhiệt độ giảm đi 11oC, thời gian lưu đòi hỏi phải tăng gấp đôi

Hình 2 7 Bể UASB

(Nguồn: [8])

Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân phối đồng đều, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ (bông bùn) và các chất hữu cơ bị phân hủy

Các bọt khí metan và NH3, H2S nổi lên trên và được thu bằng các chụp thu khí

để dẫn ra khỏi bể Nước thải tiếp theo đó chuyển đến vùng lắng của bể phân tách 2 pha lỏng và rắn Sau đó ra khỏi bể, bùn hoạt tính thì hoàn lưu lại vùng lớp bông bùn

Sự tạo thành bùn hạt và duy trì được nó rất quan trọng khi vận hành UASB

Thường cho thêm vào bể 150 mg/l Ca2+ để đẩy mạnh sự tạo thành hạt bùn và

5 ÷ 10 mg/l Fe2+ để giảm bớt sự tạo thành các sợi bùn nhỏ Để duy trì lớp bông bùn

ở trạng thái lơ lửng, tốc độ dòng chảy thường lấy khoảng 0,6 ÷ 0,9 m/h

2.3 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN ĐÃ ÁP DỤNG HIỆN NAY [8]

2.3.1 Hệ thống xử lý nước thải của Công ty TNHH thực phẩm Đồng Tháp

[8]

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) Đặc tính nước thải đầu vào theo thiết kế của công ty:

Bảng 2 2 Tính chất nước thải của Công ty TNHH thực phẩm Đồng Tháp [8]

Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy:

Hình 2 8 Hệ thống xử lý nước thải của Công ty TNHH thực phẩm Đồng

Tháp

Nước

thải

Bể tách dầu mỡ

Mương oxy hóa

Bể keo

tụ

Hố thu gom

Bể điều hòa

tuyển nổi

Bể tiếp xúc

SCR

//

Bể chứa bùn

Nước thải đầu

ra

 Ưu điểm:

Công nghệ xử lý nước thải của công ty TNHH thực phẩm Đồng Tháp 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% (11mg 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 sinh học

 Nhược điểm:

- Thời gian lưu nước tại mương oxy hóa lớn (>24 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 (3000 VNĐ/m3 nước thải)

- Công tác quan trắc chất lượng nước thải tại công ty thụ động do nhà máy không có phòng thí nghiệm phân tích các chỉ tiêu nước thải

2.3.2 Hệ thống xử lý nước thải của Công ty CP chế biến thuỷ sản Út Xi (Sóc Trăng) [8]

Sản phẩm: Từ cá tra và cá basa

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)

Đặc tính nước thải đầu vào theo thiết kế:

Bảng 2 3 Tính chất nước thải của Công ty CP Út Xi (Sóc Trăng) [8]

Chỉ tiêu Đơn vị Nồng độ đầu

vào

Hiệu quả

XL, %

TCVN 5945:2005, cột A

Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy:

Hình 2 9 Hệ thống xử lý nước thải của Công ty CP chế biến thủy sản Út Xi

(Sóc Trăng)

 Ưu điểm:

- Đặc điểm của nước thải chế biến thủy sản với nồng độ SS, COD, BOD5

và dầu mỡ cao, do đó phương pháp xử lý nước thải của CP chế biến thủy sản Út Xicó 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)

Nước

thải

Bể tách dầu và

mỡ

Bể sinh học hiếu khí

Bể keo

tụ, tạo bông

Hố thu gom

Bể điều hòa

Bể lắng

Bể tuyển nổi

Bể axonic

SCR

//

Bể nén bùn

SCRT

//

Bể trung gian

 Nhược điểm:

- Bể thiếu khí đặt trước bể bùn hoạt tính hiếu khí lơ lửng nhưng không có dòng tuần hoàn nước từ bể hiêu khí về bể thiếu khí nên hiệu quả xử lý nito 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 VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

3.1 SỐ LIỆU LÀM CƠ SỞ THIẾT KẾ

Bảng 3 1 Thành phần, tính chất của nước thải của nhà máy [5]

Chỉ tiểu Đơn vị Giá trị

QCVN 11:2015/BTNMT cột A

3.2 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

3.2.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ

Hệ thống xử lý nước thải được thiết kế dựa trên các cơ sở sau:

- Thành phần và tính chất nước thải đầu vào;

- Lưu lượng nước thải đầu vào;

- Tiêu chuẩn xả nước ra nguồn tiếp nhận (nước đầu ra phải đạt cột A theo QCVN 11:2015/BTNMT);

- Các điều kiện tự nhiên, khí tượng thuỷ văn tại khu vực;

- Chi phí đầu tư ban đầu;

- Chi phí quản lý và vận hành;

- Diện tích mặt bằng trạm xử lý,

Cơ sở đề xuất phương án: