Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải giết mổ gia súc, gia cầm của công ty TNHH thực phẩm vàng thị xã dĩ an, tỉnh bình dương, công suất 100m3ngày đêm

Phương pháp nghiên cứu - Thu thập thông tin Thu thập tài liệu về quy trình công nghệ, nguyên nhiên vật liệu sử dụng, năng lượng tiêu thụ, lượng sản phẩm, thiết bị máy móc sử dụng, lo

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ

MÔI TRƯỜNG TPHCM

-

KHOA MÔI TRƯỜNG

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độclập – Tự do – Hạnhphúc

-

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

HỌ VÀ TÊN: HUỲNH VĂN TRƯỜNG MSSV: 0450020473

NGÀNH: Công nghệ kỹ thuật môi trường LỚP: 04 LTĐH.MT

1 Tên Đồ án: Tính toán thiết kế hệ thống XLNT giết mổ gia súc, gia cầm cho Công ty

TNHH Thực Phẩm Vàng Thị xã Dĩ An, tỉnh Bình Dương, công suất 100m3/ngày đêm

2 Nhiệm vụ Đồ án:

- Tổng quan về nước thải và đặc trưng của nước thải được cho trong đề tài

- Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước thải được yêu cầu xử lý, từ đó phân tích lựa chọn công nghệ thích hợp

- Tính toán các công trình đơn vị của phương án đã chọn

- Tính toán và lựa chọn thiết bị (bơm nước thải, máy thổi khí,…) cho các công trình đơn vị tính toán trên

- Khai toán sơ bộ chi phí xây dựng công trình

- Vẽ bản vẽ mặt bằng, mặt cắt và các bản vẽ chi tiết của các công trình đơn vị

3 Ngày giao nhiệm vụ: 28/11/2016

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 03/04/2017

5 Họ và tên người hướng dẫn: PGS.TS Tôn Thất Lãng

6 Phần hướng dẫn: Giáo viên hướng dẫn sinh viên hoàn thành nhiệm vụ đồ án tốt

nghiệp được giao trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp

7 Ngày bảo vệ Đồ án: 12/4/2017

8 Kết quả bảo vệ Đồ án: Xuất sắc; Giỏi; Khá; Đạt

Nội dung Đồ án tốt nghiệp đã được thông qua bộ môn

Ngày tháng năm

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học- kĩ thuật và kinh tế xã hội thì nền công nghiệp cũng phát triển theo, đời sống người dân càng được nâng cao và cải thiện Đồng thời, những vấn đề môi trường ngày càng được quan tâm, chú trọng hơn Trong

đó nỗi bật nhất chính là vấn đề về nước thải

Là một sinh viên ngành môi trường và đang học năm cuối tại trường Đại học Tài nguyên & Môi trường Tp Hồ Chí Minh em đã có những kiến thức, hiểu biết về nước thải và các quá trình xử lí nước thải

Đề tài “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải giết mổ gia súc, gia cầm cho công ty TNHH Thực Phẩm Vàng Thị xã Dĩ An, tỉnh Bình Dương, công suất 100m3/ngày đêm” được chọn là một sự cần thiết, mang tính thực tiễn cao Bên cạnh việc giải quyết vấn đề là ô nhiễm môi trường từ quá trình giết mổ của nhà máy, nó còn tạo ra công ăn việc làm, hình ảnh tốt của công ty trên thị trường …

Bài đồ án này không chỉ làm sáng tỏ thêm lý thuyết, phương pháp tính toán mà đây là cơ hội để sinh viên giải quyết vấn đề cụ thể trong cuộc sống Trong quá trình hoàn thành bài đồ án, đòi hỏi sự nỗ lực, rèn luyện tính tư duy làm việc của bản thân từ

đó có cái nhìn cụ thể hơn về ngành nghề mình đang chọn

Để hoàn thành xong bài đồ án này em đã nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của thầy PGS.TS Tôn Thất Lãng Nhưng do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế không tránh khỏi những sai xót nhất định Em rất mong nhận được sự đóng góp, lời nhận xét sửa chữa của quý thầy, cô để bài đồ án của em hoàn chỉnh hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Đồ án “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải giết mổ gia súc, gia cầm cho công ty TNHH Thực Phẩm Vàng Thị xã Dĩ An, tỉnh Bình Dương, công suất 100m3/ngày đêm” được trình bày gồm phần mở đầu, 4 chương: (1)Tổng quan về nước thải và các phương pháp xử lý nước thải, (2)Tồng quan về Công ty TNHH Thực Phẩm Vàng, (3)Đề xuất công nghệ xử lý, tính toán thiết kế các công trình xử lý (4)Dự toán kinh tế và phần kết luận kiến nghị Đồ án được thực hiện với 7 bản vẽ gồm: Bản vẽ sơ

đồ công nghệ, bản vẽ mặt cắt theo nước các công trình, bản vẽ mặt bằng và các bản vẽ chi tiết của các công trình xử lý trong hệ thống xử lý nước thải

Các thông số đầu vào của hệ thống xử lý nước thải gồm: pH = 6,5-8, SS = 180 mg/l, BOD5 = 1800 mg/l, COD = 2700 mg/l, dầu mỡ = 12 mg/l, tổng N = 100 mg/l, tổng P = 15 mg/l, Coliform = 10.103 MPN/100ml Lựa chọn dây chuyền công nghệ xử

lý cho nguồn nước thải trên bao gồm các công trình: Song chắn rác, ngăn tiếp nhận, bể điều hòa, bể tuyển nổi, bồn trung gian, bể UASB, bể anoxic, bể aerotank, bể lắng 2, bể khử trùng, bể chứa và phân hủy bùn Nước thải đầu ra sau khi được xử lý đạt giá trị C, cột B theo QCVN 40:2011/BTNMT trước khi xả ra nguồn tiếp nhận

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG 8

DANH MỤC HÌNH 9

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 10

MỞ ĐẦU 11

1 Lý do chọn đề tài 11

2 Mục tiêu thực hiện 12

3 Đối tượng và phạm vi thực hiện 12

4 Phương pháp nghiên cứu 12

CHƯƠNG 1 13

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XLNT 13

1.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI 13

1.1.1 Khái niệm 13

1.1.2 Phân loại 13

1.1.3 Một số thông số để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước 13

1.1.4 Hiện trạng chất lượng nước thải 16

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 17

1.2.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp vật lý 17

1.2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý 20

1.2.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học 26

1.2.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 27

1.3 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH GIẾT MỔ GIA SÚC VÀ CÁC CÔNG NGHỆ XỬ

LÝ NƯỚC THẢI GIẾT MỔ GIA SÚC 35

1.3.1 Tổng quan về ngành giết mổ gia súc 35

1.3.2 Các công nghệ xử lý nước thải giết mổ gia súc 35

CHƯƠNG 2 38

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TNHH THỰC PHẨM VÀNG 38

2.1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG TY 38

2.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT 39

2.2.1 Quy trình sản xuất 39

2.2.2 Sản phẩm và thị trường tiêu thụ 40

2.2.3 Nhu cầu nguyên, nhiên liệu, lao động cho hoạt động sản xuất 40

2.2.4 Các nguồn phát sinh chất thải tại công ty 41

2.3 CÔNG TÁC MÔI TRƯỜNG THỰC HIỆN 46

2.3.1 Biện pháp chống ồn 46

2.3.2 Kiểm soát ô nhiễm không khí 46

2.3.3 Kiểm soát ô nhiễm do nước thải 46

2.3.4 Giảm thiểu ô nhiễm do nước mưa chảy tràn 47

2.3.5 Giảm thiểu ô nhiễm do chất thải rắn 47

2.3.6 Chống nóng và đảm bảo các yếu tố vi khí hậu 47

2.3.7 Kiểm soát, ứng cứu sự cố 48

2.3.8 Vệ sinh an toàn lao động 48

CHƯƠNG 3 50

ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ, TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 50

3.1 GIỚI THIỆU VỀ CƠ SỞ LỰA CHỌN 50

3.1.1 Nguồn gốc nước thải 50

3.1.2 Thành phần tính chất của nước thải 50

3.1.3 Các thông số tính toán 51

3.1.4 Mục tiêu lựa chọn công nghệ 51

3.2 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 52

3.2.1 Đề xuất, thuyết minh các quy trình công nghệ xử lý 52

3.2.2 So sánh các qui trình công nghệ xử lý 56

3.3.3 Kết luận việc lựa chọn công nghệ chính để xử lý 62

3.3 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 63

3.3.1 Ngăn tiếp nhận 63

3.3.2 Bể điều hòa 67

3.3.4 Bể UASB 77

3.3.5 Bể anoxic 83

3.3.6 Bể aerotank 85

3.3.7 Tính toán bể lắng 2 93

3.3.8 Bể khử trùng 97

3.3.9 Bể chứa bùn và phân hủy bùn kỵ khí 100

CHƯƠNG 4 104

DỰ TOÁN KINH TẾ 104

4.1 CHI PHÍ XÂY DỰNG 104

4.2 CHI PHÍ MUA THIẾT BỊ 104

4.3 CHI PHÍ VẬN HÀNH 106

4.3.1 Chi phí sử dụng điện 106

4.3.2 Tính toán chi phí sử dụng hóa chất 106

4.3.3 Tính toán chi phí nhân công 107

4.4 CHI PHÍ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 107

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 108

KẾT LUẬN 108

KIẾN NGHỊ 108

TÀI LIỆU THAM KHẢO 109

PHỤ LỤC 110

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Số liệu thành phần tính chất nước thải 51

Bảng 3.2 So sánh bể biophin và bể aerotank trong quá trình xử lý nước thải 57

Bảng 3.3 Hiệu suất các công trình xử lý phương án 1 58

Bảng 3.4 Hiệu suất các công trình xử lý phương án 2 58

Bảng 3.5 So sánh các thông số sau xử lý của công trình 2 phương án 62

Bảng 3.6 Hệ số không điều hòa chung 63

Bảng 3.7 Tóm tắt thiết kế ngăn tiếp nhận nước thải 66

Bảng 3.8 Tóm tắt thông số thiết kế bể điều hòa 73

Bảng 3.9 Tóm tắt thông số thiết kế bể tuyển nổi 77

Bảng 3.10 Tóm tắt thiết kế bể UASB 82

Bảng 3.11 Tóm tắt thiết kế bể anoxic 85

Bảng 3.12 Tóm tắt thiết kế bể aeroten 92

Bảng 3.13 Tóm tắt thiết kế bể lắng 2 96

Bảng 3.14 Tóm tắt kích thước bồn hóa chất 98

Bảng 3.15 Tóm tắt thiết kế bể khử trùng 100

Bảng 4.1 Dự toán giá thành xây dựng công trình hệ thống XLNT 104

Bảng 4.2 Dự toán giá thành thiết bị công trình hệ thống XLNT 104

Bảng 4.3 Dự toán chi phí sử dụng điện của thiết bị 106

Bảng 4.4 Dự toán chi phí sử dụng hoá chất 106

Bảng 4.5 Dự toán chi phí nhân công làm việc tại công ty 107

Bảng 4.6 Dự toán chi phí vận hành của hệ thống XLNT 107

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Song chắn rác 18

Hình 1.2 Bể lắng ngang 19

Hình 1.3 Bể lọc nhanh trọng lực 20

Hình 1.4 Hệ thống hấp phụ & trao đổi ion 21

Hình 1.5 Quá trình keo tụ tạo bông 22

Hình 1.6 Công nghệ tuyển nổi 23

Hình 1.7 Thẩm thấu và thẩm thấu ngược 25

Hình 1.8 Cơ chế của công nghệ siêu lọc 25

Hình 1.9 Bể trung hòa 26

Hình 1.10 Bể khử trùng 27

Hình 1.11 Bể bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank 29

Hình 1.12 Bể SBR 30

Hình 1.13 Bể lọc sinh học Trickling Filter 32

Hình 1.14 Hệ thống UASB xử lý nước thải thủy sản 34

Hình 2.1 Sơ đồ khối dây chuyền công nghệ sản xuất 39

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải phương án 1 52

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải phương án 2 54

Hình 3.3 Cấu tạo bể điều hòa 67

Hình 3.4 Cấu tạo bể Anoxic 83

Hình 3.5 Cấu tạo bể aerotank 85

Hình 3.6 Cấu tạo bể lắng đứng 93

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

ATLĐ : An toàn lao động

BOD5 : Biochemical Oxygen Denand (Nhu cầu oxy sinh học sau 5 ngày)

BTNMT : Bộ Tài Nguyên Môi Trường

COD : Nhu cầu oxy hóa học

CHC : Chất hữu cơ

DO : Disolved Oxygen (Lượng oxy hoà tan trong nước)

QCVN : Quy chuẩn Việt Nam

MLSS : Nồng độ bùn hoạt tính lơ lửng

MLVSS : Nồng độ bùn hoạt tính bay hơi

SS : Chất rắn lơ lửng

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

TCXD : Tiêu chuẩn Xây dựng

VSATTP : Vệ sinh an toàn thực phẩm

XLNT : Xử lý nước thải

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Sự phát triển của xã hội và khoa học kỹ thuật nhằm đáp ứng ngày càng cao nhu cầu của con người đã làm cho môi trường và tài nguyên thiên nhiên ngày càng chịu nhiều tác động tiêu cực Ô nhiễm môi trường, cạn kiệt tài nguyên, biến đổi khí hậu toàn cầu chính là những hậu quả minh chứng rõ ràng cho sự phát triển sai lệch, chính sách không thân thiện với môi trường

Từ vấn đề trên, ta thấy việc thiết kế, xây dựng các hệ thống xử lý nước thải trong quá trình hoạt động sản xuất là vô cùng quan trọng Xây dựng hệ thống xử lý nước thải nhằm giảm thiểu tác động xấu đến môi trường gây ra bởi quá trình sản xuất của các nhà máy, doanh nghiệp Không chỉ vậy, nó còn giúp cho doanh nghiệp tạo nên hình ảnh tốt hơn đồng thời nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường…

Cùng với quá trình nâng cao chất lượng cuộc sống, hiện đại hóa đất nước thì nhu cầu ăn uống, sinh hoạt của người dân ngày càng cao Ngành giết mổ cũng đã có những bước tiến nhanh chóng, đem lại lợi ích thiết thực như: đáp ứng kịp thời nhu cầu ngày càng tăng về số lượng và chất lượng của nhân dân, tạo công ăn việc làm cho người lao động, đóng góp tỉ trọng vào ngân sách Quốc gia…

Tuy nhiên, bên cạnh các yếu tố tích cực, việc giết mổ gia súc, gia cầm không theo quy hoạch, đồng bộ đã tạo nên các vấn đề tiêu cực, đặc biệt là việc phát sinh nhiều chất thải gây tác động xấu tới môi trường Vì vậy, việc tính toán, thiết kế hệ thống xử

lý nước thải trong quá trình giết mổ là hết sức cần thiết, là một trong những vấn đề đáng được quan tâm

Xuất phát từ như cầu đó, ta tiến hành chọn và thực hiện đề tài: ‘‘Tính toán thiết

kế hệ thống xử lý nước thải giết mổ gia súc, gia cầm cho công ty TNHH Thực Phẩm

hơn về hiện trạng, những vấn đề phát sinh, tồn tại trong quá trình hoạt động của công

ty, đồng thời giúp ta có cái nhìn cụ thể hơn về nước thải và quá trình xử lý …

2 Mục tiêu thực hiện

Xem xét, đánh giá hiện trạng và xác định các phương pháp xử lý nước thải cho công ty từ đó tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhằm:

➢ Xử lý nước thải trong quá trình hoạt động

➢ Tiết kiệm kinh tế, chi phí vận hành cho công ty thông qua đó cũng đem lại lợi ích cho môi trường và xã hội

3 Đối tượng và phạm vi thực hiện

- Đối tượng thực hiện:

Tập trung vào tìm hiểu quy trình làm việc của công ty đặc biệt là công đoạn phát sinh chất thải, thông số đầu ra của nước thải

- Phạm vi thực hiện:

Công ty TNHH Thực Phẩm Vàng Thị xã Dĩ An, tỉnh Bình Dương, từ đó đưa ra giải pháp xử lý nước thải cho công ty

4 Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập thông tin

Thu thập tài liệu về quy trình công nghệ, nguyên nhiên vật liệu sử dụng, năng lượng tiêu thụ, lượng sản phẩm, thiết bị máy móc sử dụng, loại chất thải, lượng chất thải và các tài liệu liên quan đến hiện trạng môi trường của công ty

Thu thập ý kiến giáo viên hướng dẫn, các tài liệu đã học, tài liệu liên quan đến ngành giết mổ, tài liệu trên các trang mạng với những nội dung cần thiết liên quan đến

đề tài

- Phương pháp điều tra khảo sát

Điều tra lượng nguyên vật liệu sử dụng trong quá trình hoạt động, tình hình sử dụng điện, nước ở nhà máy Điều tra khảo sát lượng chất thải phát sinh, xác định các chỉ tiêu có trong chất thải

- Phương pháp phân tích, đánh giá, tổng hợp số liệu

Trên cơ sở thông tin có được từ quá trình quan sát, điều tra thực tế, cùng những số liệu, tài liệu liên quan thu thập được, tiến hành phân tích, đánh giá, tổng hợp để có nội

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XLNT

1.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI

1.1.1 Khái niệm

Nước thải là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và đã bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng

1.1.2 Phân loại

Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra chúng Đó

cũng là cơ sở cho việc lựa chọn các biện pháp hoặc công nghệ xử lý Theo cách phân loại này, có các loại nước thải dưới đây:

- Nước thải sinh hoạt: là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, công sở, trường học và các cơ sở tương tự khác…

- Nước thải công nghiệp: là nước thải từ các nhà máy đang hoạt động, có cả nước thải sinh hoạt nhưng nước thải công nghiệp là chủ yếu

- Nước thải tự nhiên: nước mưa được xem là nước thải tự nhiên Ở những thành phố hiện đại nước thải tự nhiên được thu gom theo một hệ thông thoát riêng

- Nước thải đô thị: là thuật ngữ chung chỉ chất lỏng trong hệ thống cống thoát của một thành phố Nước thải đô thị có thể bao gồm tất cả nước thải trên

1.1.3 Một số thông số để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước

- Đối với nước thải sinh hoạt: QCVN 14-2008/BTNMT

- Đối với nước thải công nghiệp: QCVN 40-2011/BTNMT

Để đánh giá chất lượng môi trường nước người ta phải căn cứ vào một số chỉ tiêu như chỉ tiêu vật lý, hóa học, sinh học Qua các thông số trong nước sẽ cho phép ta đánh giá được mức độ ô nhiễm hoặc hiệu quả của phương pháp xử lý

o Các chỉ tiêu vật lý

a1 Nhiệt độ

Nhiệt độ của nước tự nhiên phụ thuộc vào điều kiện khí hậu thời tiết hay môi trường của khu vực

Nước nóng có thể gây ô nhiễm hoặc có lợi tùy theo mùa và vị trí địa lý Vùng có khí hậu ôn đới nước nóng có tác dụng xúc tiến sự phát triển của vi sinh vật và các quá trình phân hủy Nhưng ở vùng nhiệt đới, nhiệt độ cao của nước sông hồ sẽ làm thay đổi quá trình sinh, hóa, lý học bình thường của hệ sinh thái nước, làm giảm lượng oxy hòa tan vào nước tăng nhu cầu oxy của các loài vi sinh vật…

a.2 Màu sắc

Nước có thể có màu, đặc biệt nước thải thường có màu nâu đen hoặc màu đỏ nâu

- Các chất hữu cơ trong xác động, thực vật phân rã tạo thành

- Nước có sắt và mangan ở dạng keo hoặc hòa tan

- Nước có chất thải công nghiệp (crom, tanin, lignin)

Màu của nước thường được phân thành hai dạng: màu thực do các chất hòa tan hoặc dạng keo: màu biếu kiến là màu của các chất lơ lửng trong nước tạo nên Trong thực tế, sau khi lọc bỏ các chất không tan, người ta thường dùng phương pháp so màu với các dung dịch chuẩn là clorophantinat coban

a.3 Độ đục

Độ đục của nước nước do các hạt lơ lửng, các chất hữu cơ phân hủy hoặc do giới thủy sinh gây ra Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nước, ảnh hưởng khả năng quang hợp của các vi sinh vật tự dưỡng trong nước, làm giảm chất lượng của nước khi sử dụng Độ đục càng cao nước nhiễm bẩn càng lớn

a.4 Mùi vị

Nước sạch là nước không mùi vị Khi bắt đầu có mùi thì đó là biểu hiện của hiện tượng ô nhiễm Trong nước thải mùi rất đa dạng tùy thuộc vào lượng và đặc điểm của chất gây ô nhiễm

b Các chỉ tiêu hóa học và sinh học

b.1 Độ pH

Giá trị pH của nước thải có ý nghĩa quan trọng trong quá trình xử lý Giá trị pH cho phép ta lựa chọn phương pháp thích hợp, hoặc điều chỉnh lượng hóa chất cần thiết trong quá trình xử lý nước

Các công trình xử lí nước bằng phương pháp sinh học thường hoạt động ở pH từ 6,5-9,0 Môi trường tối ưu nhất để vi khuẩn phát triển thường là 7-8 Các nhóm vi khuẩn khác nhau có giới hạn pH khác nhau

c Chỉ số BOD (Nhu cầu oxy sinh hóa – Biochemical Oxygen Denand)

Nhu cầu oxy sinh hóa hay là nhu cầu oxy sinh học thường viết tắt là BOD, là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ trong nước bằng vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) hoại sinh, hiếu khí Quá trình này được gọi là quá trình oxy hóa sinh học

Quá trình này đòi hỏi thời gian dài ngày, vì phải phụ thuộc vào bản chất của chất hữu cơ, vào các chủng loại vi sinh vật, nhiệt độ nguồn nước Bình thường 70% nhu cầu oxy được sử dụng trong 5 ngày đầu nên thường phân tích là BOD5, 20% trong 5 ngày tiếp theo, 99% ở ngày thứ 20 và 100% ở ngày thứ 21

d Chỉ số COD (Nhu cầu oxy hóa học – Chemical oxygen Demand)

Chỉ số COD là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu cơ trong nước thành CO2 và H2O bởi một tác nhân oxi hóa mạnh COD biểu thị lượng chất hữu cơ có thể oxy hóa bằng con đường hóa học

Chỉ số COD có giá trị cao hơn BOD vì nó bao gồm cả lượng chất hữu cơ không bị oxy hóa bằng vi sinh vật Có thể xác định hàm lượng COD bằng phương pháp trắc quang với lượng dư dung dịch K2 Cr2 O7 là chất oxy hóa mạnh để oxy hóa các chất hữu cơ trong môi trường axit với xúc tác là Ag2 SO4 Hoặc có thể xác định hàm lượng COD bằng phương pháp chuẩn độ (theo phương pháp này lượng CrO2 dư được chuẩn bằng dung dịch Feroin)

e Chỉ số vệ sinh (E – Coli)

Trong nước thải đặc biệt là nước thải sinh hoạt, nước thải bệnh viện, nước thải vùng du lịch, khu chăn nuôi… nhiễm nhiều vi sinh vật có sẵn trong phân người và phân động vật Trong đó, có thể có nhiều loài vi khuẩn gây bệnh đặc biệt là bệnh về đường tiêu hóa, như tả, lị, thương hàn, các vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm

E – coli là vi khuẩn phổ biến trong nước thải, nó có thể sống trong điều kiện khắc nhiệt của môi trường ngoài cũng như trong phòng thí nghiệm Chính vì vậy người ta

đã chọn E – coli là chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải [5]

1.1.4 Hiện trạng chất lượng nước thải

Hiện nay ở Việt Nam, mặc dù các cấp, các ngành đã có nhiều cố gắng trong việc thực hiện chính sách và pháp luật về bảo vệ môi trường, nhưng tình trạng ô nhiễm nước là vấn đề rất đáng lo ngại Tốc độ công nghiệp hoá và đô thị hoá khá nhanh và sự gia tăng dân số gây áp lực ngày càng nặng nề dối với tài nguyên nước trong vùng lãnh thổ

Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn Ở các thành phố lớn, hàng trăm cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường nước do không có công trình và thiết bị xử lý chất thải Ô nhiễm nước do sản xuất công nghiệp là rất nặng

Ví dụ: ở ngành công nghiệp dệt may, ngành công nghiệp giấy và bột giấy, nước

thải thường có độ pH trung bình từ 9-11; chỉ số nhu cầu ô xy sinh hoá (BOD), nhu cầu

ô xy hoá học (COD) có thể lên đến 700mg/1 và 2500mg/1, hàm lượng chất rắn lơ lửng

cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép

Mức độ ô nhiễm nước ở các khu công nghiệp, khu chế xuất, cụm công nghiệp tập trung là rất lớn

Tình trạng ô nhiễm nước ở các đô thị thấy rõ nhất là ở thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh Ở các thành phố này, nước thải sinh hoạt không có hệ thống xử lý tập trung mà trực tiếp xả ra nguồn tiếp nhận (sông, hồ, kênh, mương) Mặt khác, còn rất nhiều cơ sở sản xuất không xử lý nước thải, phần lớn các bệnh viện và cơ sở y tế

lớn chưa có hệ thống xử lý nước thải, một lượng rác thải rắn lớn trong thành phố không thu gom hết được… là những nguồn quan trọng gây ra ô nhiễm nước Hiện nay, mức độ ô nhiễm trong các kênh, sông, hồ ở các thành phố lớn là rất nặng Tình trạng ô nhiễm nước ở nông thôn và khu vực sản xuất nông nghiệp, hiện nay Việt Nam có gần 76% dân số đang sinh sống ở nông thôn là nơi cơ sở hạ tầng còn lạc hậu, phần lớn các chất thải của con người và gia súc không được xử lý nên thấm xuống đất hoặc bị rửa trôi, làm cho tình trạng ô nhiễm nguồn nước về mặt hữu cơ và vi sinh vật ngày càng cao Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số

vi khuẩn Feca coliform trung bình biến đổi từ 1.500-3.500MNP/100ml ở các vùng ven sông Tiền và sông Hậu, tăng lên tới 3800-12.500MNP/100ml ở các kênh tưới tiêu Trong sản xuất nông nghiệp, do lạm dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật, các nguồn nước ở sông, hồ, kênh, mương bị ô nhiễm, ảnh hưởng lớn đến môi trường nước và sức khoẻ nhân dân

Do nuôi trồng thuỷ sản ồ ạt, thiếu quy hoạch, không tuân theo quy trình kỹ thuật nên đã gây nhiều tác động tiêu cực tới môi trường nước Cùng với việc sử dụng nhiều

và không đúng cách các loại hoá chất trong nuôi trồng thuỷ sản, thì các thức ăn dư lắng xuống đáy ao, hồ, lòng sông làm cho môi trường nước bị ô nhiễm các chất hữu

cơ, làm phát triển một số loài sinh vật gây bệnh và xuất hiện một số tảo độc; thậm chí

đã có dấu hiệu xuất hiện thuỷ triều đỏ ở một số vùng ven biển Việt Nam…[6]

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

1.2.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp vật lý

Nước thải công nghiệp, cũng như nước thải sinh hoạt thường chứa các chất tan và không tan ở dạng hạt lơ lửng Các tạp chất lơ lửng có thể ở dạng rắn và lỏng, chúng tạo với nước thành hệ huyền phù

Để tách rác và các hạt lơ lửng ra khỏi nước thải, thông thường người ta sử dụng các quá trình cơ học (gián đoạn hoặc liên tục): lọc qua song chắn hoặc lưới, lắng dưới tác dụng của lực trọng trường hoặc lực li tâm và lọc Việc lựa chọn phương pháp xử lý

tuỳ thuộc vào kích thước hạt, tính chất hoá lý, nồng độ hạt lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch cần thiết.

Phương pháp xử lý này có thể loại bỏ được đến 60% các tạp chất không tan và giảm chất ô nhiễm có khả năng phân huỷ sinh học BOD đến 20%.[7]

a Song chắn rác

Song chắn rác nhằm chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn hay dạng sợi, giấy, rau cỏ, rác… được gọi chung là rác Rác được chuyển tới máy nghiền để nghiền nhỏ, sau đó được chuyển đến công trình xử lý tiếp theo

Đối với các tạp chất < 5 mm thường dùng lưới chắn rác Cấu tạo của thanh chắn rác gồm các thanh kim loại tiết diện hình chữ nhật, hình tròn hoặc bầu dục…

Hình 1.1 Song chắn rác

Song chắn rác được chia làm 2 loại là di động và cố định, có thể thu gom rác bằng thủ công hoặc cơ khí Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60-900 theo hướng dòng chảy

b Bể lắng

Bể lắng dùng để tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước Chất lơ lửng nặng hơn sẽ từ từ lắng xuống đáy, còn chất lơ lửng nhẹ hơn sẽ nổi lên mặt nước hoặc tiếp tục theo dòng nước đến công trình xử lý tiếp theo

Sau đó, cặn bẩn và ván nổi sẽ được những thiết bị thu gom tập trung lại đưa đến nơi

Lớp vật liệu lọc thường có 2 loại là dạng tấm và dạng hạt Vật liệu lọc dạng tấm có thể làm bằng tấm thép có lỗ đục hoặc lưới có bằng thép không gỉ, nhôm, niken, đồng thau… và các loại vải khác nhau Tấm lọc cần có trở lực nhỏ, đủ bền và dẻo, không bị phá hủy, biến dạng trong quá trình lọc Vật liệu lọc dạng hạt là các thạch anh, than gây, than cốc, sợi, đá nghiền, thậm chí có than nâu, than bùn hay than gỗ

Hình 1.3 Bể lọc nhanh trọng lực

Sau một thời gian, chất bẩn và màng sinh học sẽ bám dính vào các khe hở làm cho dòng bị chậm lại hoặc ngừng chảy Vì vậy, trong quá trình làm việc người ta phải tiến hành vệ sinh lớp vật liệu lọc để lấy bớt các chất bẩn trên lớp vật liệu lọc giúp cho nó hoạt động hiệu quả hơn…

1.2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý

a Xử lý nước thải bằng công nghệ hấp phụ

Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ hoà tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi trong nước thải

có chứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó

Trong trường hợp tổng quát, quá trình hấp phụ gồm 3 giai đoạn:

• Di chuyển các chất cần hấp phụ từ nước thải tới bề mặt hạt hấp phụ

• Có thể dùng than hoạt tính khử thuỷ ngân

• Có thể dùng để tách các chất nhuộm khó phân huỷ

• Ứng dụng còn hạn chế do chi phí cao

b Xử lý nước thải bằng công nghệ trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion được ứng dụng để làm sạch nước hoặc nước thải khỏi các kim loại như Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, Mn… cũng như các hợp chất của asen, photpho, xyanua và chất phóng xạ Phương pháp này cho phép thu hồi các chất và đạt được mức độ làm sạch cao Vì vậy nó là một phương pháp được ứng dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước và nước thải

Hình 1.4 Hệ thống hấp phụ & trao đổi ion

- Ứng dụng của quá trình trao đổi ion:

• Làm mềm nước: ứng dụng quan trọng của quá trình trao đổi ion là làm mềm nước, trong đó các ion Ca2+ và Mg2+ được tách khỏi nước và thay thế vị trí Na+ trong hạt nhựa

• Khử khoáng: trong quá trình khử khoáng, tất cả các ion âm và các ion dương đều

bị khử khỏi nước

• Khử ammonium (NH4+): quá trình trao đổi ion có thể được dùng cô đặc NH4+ có trong nước thải

c Xử lý nước thải bằng công nghệ keo tụ tạo bông

Các hạt cặn không tan hoặc hòa tan trong nước thải thường đa dạng về chủng loại

và kích thước, có thể bao gồm các hạt cát, sét, mùn, vi sinh vật, sản phẩm hữu cơ phân huỷ… Kích thước hạt có thể dao động từ vài micromet đến vài mm Bằng các phương pháp xử lý cơ học (lý học) chỉ có thể loại bỏ được những hạt kích thước lớn hơn 1 mm Với những hạt kích thước nhỏ hơn 1 mm, nếu dùng quá trình lắng tĩnh thì phải tốn thời gian rất dài và khó đạt hiệu quả xử lý cao, do đó cần phải áp dụng phương pháp

xử lý hoá lý

GTHH Hình 1.5 Quá trình keo tụ tạo bông

Mục đích quá trình keo tụ tạo bông để tách các hạt cặn có kích thước 0,001(m) < 1 (m), không thể tách loại bằng các quá trình lý học thông thường như lắng, lọc hoặc tuyển nổi Cơ chế của quá trình keo tụ tạo bông gồm:

• Quá trình nén lớp điện tích kép, giảm thế điện động zeta nhờ ion trái dấu

• Quá trình keo tụ do hấp phụ ion trái dấu trên bề mặt chiếm ưu thế, trung hoà điện tích tạo ra điểm đẳng điện zeta bằng 0

• Cơ chế hấp phụ – tạo cầu nối: các polymer vô cơ hoặc hữu cơ có thể ion hoá, nhờ cấu trúc mạch dài chúng tạo ra cầu nối giữa các hạt keo

d Xử lý nước thải bằng công nghệ tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi này dựa trên nguyên tắc các phân tử phân tán trong trong nước có khả năng tự lắng kém, nhưng có khả năng kết dính vào các bọt khí nổi lên trên

bề mặt nước Từ đó, chúng tạo thành các ván nổi hoặc lớp bùn nổi và người ta tách chúng ra khỏi nước

Hình 1.6 Công nghệ tuyển nổi

Quá trình này được thực hiện nhờ thổi không khí thành bọt nhỏ vào trong nước thải Các bọt khí kết dính với các hạt lơ lửng và nổi lên trên bề mặt nước và chúng thường chứa nhiều chất bẩn

Tuyển nổi là quá trình thường được đặt ở gian đoạn xử lý sơ bộ (bậc 1) Bể tuyển nổi có thể thay thế cho bể lắng, nó có thể đứng trước hoặc đứng sau bể lắng

Ưu điểm cơ bản của của công nghệ tuyển nổi này so với lắng là chúng có thể khử được hoàn toàn các hạt nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong một thời gian ngắn

e Xử lý nước thải bằng công nghệ kết tủa

Quá trình kết tủa thường gặp trong xử lý nước là kết tủa carbonate canxi và hydroxit kim loại Ví dụ ứng dụng quá trình kết tủa làm mềm nước theo phương pháp như sau:

• Sử dụng vôi: Ca(OH)2 + Ca(HCO3) = 2CaCO3 + 2H2O

• Sử dụng carbonate natri: Na2CO3 + CaCl2 = 2NaCl + CaCO3

• Sử dụng xút: 2NaOH + Ca(HCO3)2 = Na2CO3 + CaCO3 + H2O

Kim loại chứa trong nước thải có thể tách loại đơn giản bằng cách tạo kết tủa kim loại dưới dạng hydroxit Giá trị pH tối ưu để quá trình kết tủa xảy ra hiệu quả nhất của các kim loại khác nhau không trùng nhau Do đó, cần xác định giá trị pH thích hợp đối với từng kim loại nước thải cụ thể cần xử lý

f Xử lý nước thải bằng công nghệ thẩm thấu

Các kỹ thuật như điện thẩm tích, thẩm thấu ngược, siêu lọc và các quá trình tương

tự khác ngày càng đóng vai trò quan trọng trong xử lý nước thải

Thẩm thấu ngược - Reverse Osmosis (RO)

Thẩm thấu được định nghĩa là sự di chuyển tự phát của dung môi từ một dung dịch loãng vào một dung dịch đậm đặc qua màng bán thấm Khi áp suất tăng lên áp suất thẩm thấu ở phía dung dịch của màng như hình vẽ dưới, thì có dòng dịch chuyển ngược, nghĩa là dung môi sẽ di chuyển từ dung dịch qua màng vào phía nước sạch Vì vậy có thể định nghĩa thẩm thấu ngược là quá trình lọc dung dịch qua màng bán thấm dưới một áp suất cao hơn áp suất thẩm thấu

Hình 1.7 Thẩm thấu và thẩm thấu ngược

Bất kỳ nguồn nước đầu vào là như thế nào, hệ thống xử lý nước công nghệ RO đều

xử lý được tất cả các nguy cơ trong nước như virus, vi khuẩn, siêu vi khuẩn, thuốc trừ sâu, thạch tín, sắt, kim loại nặng, khí độc, mùi…

g Công nghệ siêu lọc (Ultra filtration, Micro filtration)

Cả siêu lọc và thẩm thấu ngược đều phụ thuộc vào áp suất, động lực của quá trìn, đòi hỏi màng cho phép một số cấu tử thấm qua và giữ lại một số cấu tử khác

Hình 1.8 Cơ chế của công nghệ siêu lọc

Sự khác biệt giữa hai quá trình là ở chỗ siêu lọc thường được sử dụng để tách dung dịch có khối lượng phân tử trên 500 và có áp suất thẩm thấu nhỏ (ví dụ các vi khuẩn, tinh bột, protein, đất sét…) Còn thẩm thấu ngược thường được sử dụng để khử các vật liệu có khối lượng phân tử thấp và có áp suất thẩm thấu cao

1.2.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

a Phương pháp trung hòa

Nước thải thường có những giá trị pH khác nhau Muốn nước thải được xử lý tốt bằng phương pháp sinh học phải tiến hành trung hòa và điều chỉnh pH về mức thích hợp (6,6 - 7,6)

Hình 1.9 Bể trung hòa

Việc trung hòa lựa chọn phương pháp trung hòa phải vào thể tích , nồng độ, chế

độ thải nước thải, khả năn sẵn có và giá thành của các tác nhân hóa học

Trung hòa bằng cách dùng các axit hoặc muối axit, các dung dịch kiềm hoặc các oxit kiềm… Một số chất để trung hòa như: CaCO3, CaO, MgO, HNO3, NaOH, H2SO4,

Na2CO3, …

b Phương pháp khử trùng nước thải

Dùng các hóa chất có tính độc đối với vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh, giun sán,… để làm sạch nước, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh Khử trùng nước thải có thể dùng các chất hóa học hay tác nhân vật lý như ozon, tia tử ngoại…

Hình 1.10 Bể khử trùng

Hóa chất khử khuẩn phải đảm bảo tính độc đối với vi sinh vật trong một thời gian nhất định, sau đó được phân hủy hoặc bay hơi, không còn lượng gây độc cho người sử dụng hoặc vào các mục đích khác Các chất khử khuẩn thường dùng nhất là nước Clo, nước Javen, vôi Clorua…

Trong quá trình xử lý nước thải, công đoạn khử khuẩn thường đặt cuối hệ thống

xử lý, trước khi làm sạch nước triệt để và chuẩn bị đổ vào nguồn

1.2.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Phương pháp xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hoà tan có trong nước thải cũng như một số chất ô nhiễm vô cơ khác như

H2S, sunfit, ammonia, nitơ… dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ chất hữu cơ gây ô nhiễm Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển

Tốc độ quá trình oxy hoá sinh hoá phụ thuộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất và mức độ ổn định của lưu lượng nước thải vào hệ thống xử lý

Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hoá là chế độ thuỷ động, hàm lượng oxy trong nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng và nguyên tố vi lượng

a Công nghệ sinh học hiếu khí

Quá trình xử lý sinh học hiếu khí nước thải gồm ba giai đoạn sau:

- Oxy hoá các chất hữu cơ: CxHyOz + O2 => CO2 + H2O + DH

- Tổng hợp tế bào mới: CxHyOz + NH3 + O2 => CO2 + H2O + DH

- Phân huỷ nội bào: C5H7NO2 + 5O2 => 5CO2 + 5H2O + NH3 ± DH

Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện

tự nhiên hoặc nhân tạo Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều hiện tối

ưu cho quá trình oxy hoá sinh hoá nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều Tuỳ theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, quá trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo có thể chia thành:

• Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu được sử dụng khử chất hữu cơ chứa carbon như quá trình bùn hoạt tính, hồ làm thoáng, bể phản ứng hoạt động gián đoạn, quá trình lên men phân huỷ hiếu khí

• Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình bùn hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản ứng nitrate hoá với màng cố định

a1 Công nghệ xử lý nước thải bùn hoạt tính hiếu khí (Aerotank)

Trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, quá trình phân huỷ xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục Việc

sục khí nhằm đảm bảo các yêu cầu cung cấp đủ lượng oxy một cách liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng.

Hình 1.11 Bể bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank

Bản chất của phương pháp là phân huỷ sinh học hiếu khí với cung cấp ôxy cưỡng bức và mật độ vi sinh vật được duy trì cao (2.000mg/L –5.000mg/L) do vậy tải trọng phân huỷ hữu cơ cao và cần ít mặt bằng cho hệ thống xử lý Tuy nhiên hệ thống có nhược điểm là cần nhiều thiết bị và tiêu hao nhiều năng lượng

Nồng độ oxy hoà tan trong nước ra khỏi bể lắng đợt 2 không được nhỏ hơn 2 mg/l Tốc độ sử dụng oxy hoà tan trong bể bùn hoạt tính phụ thuộc vào:

• Tỷ số giữa lượng thức ăn (CHC có trong nước thải) ø lượng vi sinh vật: tỷ lệ F/M

• Nhiệt độ

• Tốc độ sinh trưởng và hoạt động sinh lý của vi sinh vật

• Nồng độ sản phẩm độc tích tụ trong quá trình trao đổi chất

• Lượng các chất cấu tạo tế bào

• Hàm lượng oxy hoà tan

a2 Công nghệ xử lý sinh học dạng mẻ (SBR)

Bể hoạt động gián đoạn là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm

đầy và xả cạn Quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự như trong bể bùn hoạt tính hoạt

động liên tục chỉ có điều tất cả xảy ra trong cùng một bể và được thực hiện lần lượt

theo 5 pha:

1, Pha làm đầy: Nước thải được bơm vào bể xử lý trong khoảng từ 1-3 giờ

2, Pha sục khí: Tiến hành sục khí cho bể xử lý Thời gian làm thoáng phụ thuộc vào

chất lượng nước thải, thường khoảng 2 giờ

3, Pha lắng: Lắng trong nước Quá trình diễn ra trong môi trường tĩnh, hiệu quả thủy

lực của bể đạt 100% Thời gian lắng trong và cô đặc bùn thường kết thúc sớm hơn 2

giờ

4, Pha rút nước: Khoảng 0.5 giờ

5, Pha chờ : Chờ để nạp mẻ mới, thời gian chờ đợi phụ thuộc vào thời gian vận hành

Hình 1.12 Bể SBR

Hệ thống SBR yêu cầu vận hành theo chu kỳ để điều khiển quá trình xử lý Hoạt

động chu kỳ kiểm soát toàn bộ các giai đoạn của chu kỳ xử lý Mỗi bước luân phiên sẽ

được chọn lựa kỹ lưỡng dựa trên hiểu biết chuyên môn về các phản ứng sinh học Một số ưu điểm nổi bật của bể SBR là hiệu quả xử lý chất ô nhiễm cao, khả năng khử được N, P cao và kết cấu đơn giản, hoạt động dễ dàng

a3 Công nghệ sinh học tăng trưởng dính bám

Bể bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng dạng bám dính: Nguyên lý hoạt động của bể này tương tự như trường hợp vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chỉ khác là vi sinh vật phát triển dính bám trên vật liệu tiếp xúc đặt trong bể

Do có nhiều ưu điểm vượt trội về hiệu quả xử lý cũng như giảm chi phí đầu tư & vận hành nên hiện nay, việc áp dụng công nghệ sinh học tăng trưởng dính bám đang được ứng dụng khá rộng rãi

a4 Công nghệ lọc sinh học (Trickling Filter)

Bể lọc sinh học trong xử lý nước thải là một thiết bị phản ứng sinh học trong đó các

vi sinh vật sinh trưởng cố định trên lớp vật liệu lọc Bể lọc hiện đại bao gồm một lớp vật liệu dễ thấm nước với vi sinh vật dính kết trên đó Nước thải đi qua lớp vật liệu này

sẽ thấm hoặc nhỏ giọt trên đó

Vật liệu lọc thường là đá dăm hoặc hoặc khối vật liệu lọc có hình thù khác nhau Nếu vật liệu lọc là đá hoặc sỏi thì kích thước hạt dao động trong khoảng 0,5 -2,5 m, trung bình là 1,8 m Bể lọc với vật liệu là đá dăm thường có dạng tròn Nước thải được phân phối trên lớp vật liệu lọc nhờ bộ phận phân phối Bể lọc với vật liệu lọc là chất dẻo có thể có dạng tròn, vuông, hoặc nhiều dạng khác với chiều cao biến đổi từ 4 – 12

m Ba loại vật liệu bằng chất dẻo thường dùng là (1) vật liệu với dòng chảy thẳng đứng, (2) vật liệu với dòng chảy ngang, (3) vật liệu đa dạng

Hình 1.13 Bể lọc sinh học Trickling Filter

Chất hữu cơ sẽ bị phân huỷ bởi quần thể vi sinh vật dính kết trên lớp vật liệu lọc Các chất hữu cơ có trong nước thải sẽ bị hấp phụ vào màng vi sinh vật dày 0,1 – 0,2

mm và bị phân huỷ bởi vi sinh vật hiếu khí Khi vi sinh vật sinh trưởng và phát triển,

bề dày lớp màng tăng lên Do đó, oxy đã bị tiêu thụ trước khi khuếch tán hết chiều dày lớp màng sinh vật Như vậy, môi trường kị khí được hình thành ngay sát bề mặt vật liệu lọc

Khi chiều dày lớp màng tăng lên, quá trình đồng hoá chất hữu cơ xảy ra trước khi chúng tiếp xúc với vi sinh vật gần bề mặt vật liệu lọc Kết quả là vi sinh vật ở đây bị phân huỷ nội bào, không còn khả năng dính bám lên bề mặt vật liệu lọc và bị rửa trôi

b Công nghệ sinh học kỵ khí

Quá trình phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hoá phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian Tuy nhiên, phương trình phản ứng sinh hoá trong điều kiện kị khí có thể biểu diễn đơn giản như sau:

Chất hữu cơ =====> CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + tế bào mới

Một cách tổng quát, quá trình phân huỷ kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Thuỷ phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử

- Giai đoạn 2: Acid hoá

- Giai đoạn 3: Acetate hoá

- Giai đoạn 4: Methane hoá

Tuỳ theo trạng thái của bùn, có thể chia quá trình xử lý kỵ khí thành:

Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng như quá trình tiếp xúc kỵ khí, quá trình xử lý bùn kỵ khí với dòng nước đi từ dưới lên (UASB)

- Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình lọc

kỵ khí

b1 Công nghệ bể xử lý kỵ khí

Trong quá trình xử lý nước thải bằng công nghệ kỵ khí, các chất hữu cơ trong nước thải được chuyển hoá thành mêtan và khí cacbonic, quá trình được thực hiện không có mặt của oxy Hệ thống xử lý kỵ khí có thể là các ao kỵ khí hoặc các dạng khác nhau của bình phản ứng tải trọng cao

Hồ kỵ khí được sử dụng để xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ và hàm lượng cặn cao Độ sâu hồ kỵ khí phải lớn 2,4 m (8 ft), có thể đạt đến 9,1 m với thời gian lưu nước dao động trong khoảng 20–50 ngày

Quá trình ổn định nước thải trong hồ xảy dưới tác dụng kết hợp của quá trình kết tủa

và quá trình chuyển hoá chất hữu cơ thành CO2, CH4, các khí khác, các acid hữu cơ và

tế bào mới Hiệu suất chuyển hoá BOD5 có thể đạt đến 70 – 80 %

b2 Công nghệ sinh học kỵ khí UASB

Đây là một trong những quá trình kị khí được ứng dụng rộng rãi nhất trên thế giới

do 2 đặc điểm chính sau:

• Cả 3 quá trình, phân huỷ – lắng bùn – tách khí, được lắp đặt trong cùng một công trình.

• Tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tốc độ lắng vượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng

Hình 1.14 Hệ thống UASB xử lý nước thải thủy sản

Bên cạnh đó, quá trình xử lý sinh học kỵ khí sử dụng UASB còn có những ưu điểm

so với quá trình bùn hoạt tính hiếu khí như:

• Ít tiêu tốn năng lượng vận hành

• Ít bùn dư, nên giảm chi phí xử lý bùn

• Bùn sinh ra dễ tách nước

• Nhu cầu dinh dưỡng thấp nên giảm được chi phí bổ sung dinh dưỡng

• Có khả năng thu hồi năng lượng từ khí methane

• Có khả năng hoạt động theo mùa vì kỵ khí có thể phục hồi và hoạt động được sau một thời gian ngưng không nạp liệu

1.3 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH GIẾT MỔ GIA SÚC VÀ CÁC CÔNG NGHỆ XỬ

LÝ NƯỚC THẢI GIẾT MỔ GIA SÚC

1.3.1 Tổng quan về ngành giết mổ gia súc

Khi xã hội phát triển thì nhu cầu của con người ngày càng tăng lên, việc cung ứng lượng thực phẩm ngày càng nhiều và đa dạng cả về số lượng và chất lượng Ngành giết mổ gia súc, gia cầm trong những năm gần đây có số lượng cơ sở sản xuất giết mổ tăng lên, đồng thời số lượng gia súc, gia cầm trong ngành giết mổ cũng tăng đáng kể Tính đến khoảng cuối năm 2015 cả nước có khoảng gần 35000 điểm giết mổ gia súc, gia cầm nhỏ lẻ, phần lớn các điểm giết mổ đều nằm ngoài tầm kiểm soát của cơ quan thú y, chỉ có khoảng 35% điểm giết mổ được kiểm soát

Theo Cục Thú y, hiện nay tại 63 tỉnh, thành phố tồn tại các loại hình giết mổ như giết mổ tập trung công nghiệp, giết mổ tập trung bán công nghiệp, giết mổ thủ công và giết mổ nhỏ lẻ

Hiện nay, vì vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm, nhà nước đang tiến hành quy hoạch và xây dựng cơ sở giết mổ tập trung công nghiệp

Tại TP.HCM, tính đến cuối năm 2015, thành phố còn khoảng 21 cơ sở giết mổ gia súc, gia cầm, trong đó có khoảng 20 cơ sở nằm rải rác trên địa bàn 11 quận, huyện và

1 cơ sở giết mổ gia cầm tập trung tại quận Gò Vấp với tổng công suất bình quân hằng đêm là 82000 con gà, 7555 con heo và 25 con trâu…[8]

1.3.2 Các công nghệ xử lý nước thải giết mổ gia súc

• Bể lắng: Tách các chất lơ lửng nặng sẽ từ từ lắng xuống đáy, còn chất lơ lửng nhẹ hơn sẽ nổi lên trên mặt nước hoặc tiếp tục theo dòng nước đến công trình

• Bể lọc: tách các chất ở trạng thái lơ lửng qua lớp lọc đặc biệt hay lớp vật liệu lọc

b Phương pháp hóa lý

Những phương pháp hóa lý thường được áp dụng để xử lý nước thải: là keo tụ, đông tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion, thẩm thấu ngược và siêu lọc…

• Phương pháp keo tụ và đông tụ:

Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn có kích thước quá nhỏ Để tách các hạt rắn đó một cách hiệu quả bằng phương pháp lắng cần tăng kích thước chúng nhằm tăng vận tốc lắng của chúng

Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lượng đòi hỏi trước hết cần trung hòa điện tích của chúng gọi là quá trình đông tụ Còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn

từ các hạt nhỏ gọi là keo tụ

Khác với đông tụ, khi keo tụ thì sự kết hợp diễn ra không chỉ do tiếp xúc trực tiếp mà còn tương tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ bị hấp phụ trên các hạt lơ lửng Việc sử dụng chất keo tụ cho phép giảm chất đông tụ, giảm thời gian đông tụ và tăng vận tốc lắng Chất keo tụ thường dùng có thể là hợp chất tự nhiên và tổng hợp chất keo tự nhiên là tinh bột, ete, xenlulozo, dectrin (C6H10O5)n và dioxyt silic hoạt tính (xSiO2.yH2O)

➢ Phương pháp tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất ở dạng rắn hoặc lỏng phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng và làm đặc bùn sinh học Quá trình được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng Các khí đó kết hợp với các hạt và khi lực nổi của tập hợp các bóng khí và các hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban đầu Ưu điểm cơ bản của phương pháp này là có thể khử được hoàn toàn các hạt nhỏ hoặc nhẹ, lắng chậm trong một thời gian ngắn Khi các hạt đã nổi lên bề mặt, chúng có thể thu gom bằng bộ phận với bọt

c Phương pháp sinh học

Nước thải sau khi được xử lý sơ bộ và xử lý hóa lý ( song chắn rác, bể lắng cát,

bể điều hòa, bể tuyển nổi,…) Sẽ được tiếp tục xử lý sinh học (bao gồm xử lý sinh học hiếu khí và kị khí) rồi qua bể lắng đợt 2, bể khử trùng và cuối cùng và được thải ra ngoài

Dựa vào hoạt động sống của vi sinh vật đặc biệt là vi khuẩn, chúng sử dụng các chất hữu cơ và vô cơ có trong nước thải làm nguồn dinh dưỡng cho chúng như: P, K,

N, C…chúng biến đổi các chất hữu cơ cao phân tử thành các hợp chất đơn giản hơn Trong quá trình sử dụng dinh dưỡng các vi sinh vật sử dụng nguồn vật chất này để sinh trưởng phát triển và tăng sinh khối

d Phương pháp hoá học

Tại bể khử trùng, nước thải được khử trùng trước khi xả thải vào nguồn tiếp nhận,

để xử lý triệt để các vi trùng gây bệnh trong nước như E.Coli, Coliform … Hóa chất NaOCl là chất khử trùng được sử dụng phổ biến do hiệu quả diệt khuẩn cao và giá rẻ Quá trình khử trùng nước xảy ra qua hai giai đoạn:

+ Chất khử trùng khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật

+ Phản ứng với men bên trong tế bào và phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt [9]

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TNHH THỰC PHẨM VÀNG

2.1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG TY

* Giới thiệu về công ty TNHH Thực Phẩm Vàng

- Tên viết tắt: GOLDFOOD CO.LTD

- Trụ sở chính:

Địa chỉ: Ấp Tân Thắng, xã Tân Bình, huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương

Ngành kinh doanh chính: Sản xuất, mua bán các sản phẩm chăn nuôi gia súc, gia cầm (thịt, trứng, sữa) Kinh doanh giết mổ và chế biến động vật (thịt gia súc, gia cầm)

- Đại diện theo pháp luật của Công ty:

+ Họ tên: Hoàng Kim Thắng + Chức vụ: Chủ tịch Hội đồng thành viên + Quốc tịch: Việt Nam

+ Chứng minh nhân dân số: 280950146 + Địa chỉ thường trú: Số 197/5, ấp Bình Đường 3, xã An Bình, huyện Dĩ

An, tỉnh Bình Dương

- Tổng vốn đầu tư và nguồn vốn

+ Dự kiến tổng vốn đầu tư : 13.920.000.000 đồng

+ Vốn lưu động tối thiểu : 4.000.000.000 đồng

+ Tổng cộng : 17.920.000.000 đồng

Trong đó vốn tự có do các thành viên Công ty đóng góp là 5.000.000.000 đồng,

số còn lại sẽ vay từ ngân hàng và huy động từ các thành viên hiện có của Công ty hoặc kêu gọi đầu tư từ các thành viên mới

Vốn lưu động của Công ty sẽ biến động theo từng thời điểm kinh doanh và do Hội đồng thành viên quyết định

2.2 QUY TRÌNH SẢN XUẤT

2.2.1 Quy trình sản xuất

a Sơ đồ khối dây chuyền công nghệ sản xuất

Hình 2.1 Sơ đồ khối dây chuyền công nghệ sản xuất

b Mô tả quy trình công nghệ sản xuất

Quá trình sản xuất của nhà máy được thực hiện trên dây chuyền thiết bị đồng bộ và

có thể mô tả theo tưng công đoạn sau:

➢ Nhập liệu: Bao gồm heo, bò, gà, vịt… (gọi tắt là nguyên liệu) được mua từ nông dân tại các tỉnh và trang trại lân cận, nhập vào chuồng nuôi dự trữ của

Treo, gây mê

Đóng gói Kho lạnh

Cắt tiết Nhúng

Vặt lông

Ngâm bể ngâm hòa tan

Mổ bụng Pha cắt

Nước thải, chất thải rắn

Chất thải rắn Nước thải

Nước thải

➢ Cấp liệu: Nguyên liệu được kiểm tra, chuyển vào băng chuyền, treo và gây mê bằng điện

➢ Kho lạnh: Sau khi sản phẩm được đóng gói, băng tải tự động chuyển sản phẩm vào kho lạnh Ở đây, công nhân của Công ty sẽ sắp xếp các sản phẩm theo khu vực được định sẵn

2.2.2 Sản phẩm và thị trường tiêu thụ

Nhà máy sẽ sản xuất các loại thịt gia súc, gia cầm cao cấp với chất lượng tốt, an toàn thực phẩm Sản phẩm sẽ cung cấp cho nhu cầu tiêu dùng trong Tỉnh, đồng thời cung cấp cho các thị trường ngoài tỉnh như Thành phố Hồ Chí Minh, các khu công nghiệp lâu đời như Khu công nghiệp Sóng Thần, VISIP…

2.2.3 Nhu cầu nguyên, nhiên liệu, lao động cho hoạt động sản xuất

➢ Nhu cầu điện khoảng 20.000 KW/năm, nguồn cung cấp là lưới điện quốc gia Ngoài ra công ty còn trang bị một máy phát điện 200 KVA dự phòng khi cúp điện lưới

➢ Nhu cầu dùng nước khoảng 150 m3/ngày đêm (tính cho năm hoạt động ổn định)

➢ Nhu cầu lao động: Khi nhà máy hoạt động ổn định nhu cầu lao động khoảng

150 người Nguồn cung cấp lao động chủ yếu là tại địa phương Ngoài ra, Công

ty còn tạo một lượng lớn lao động gián tiếp từ việc thu mua gia súc, gia cầm