Nước thải nhà máy này chứa phần lớn các chất thải hữu cơ có nguồn gốc từ động vật và có thành phần chủ yếu là protein và các chất béo ( mỡ, hóa chất tẩy rửa, máu, da và thit vụn,…). Trong hai thành phần này, chất béo khó bị phân hủy bởi vi sinh vật.
Do vậy để đảm bảo việc phát triển bền vững đi đôi với các biện pháp quản lý môi trường như tiết kiệm nguyên liệu, cải tiến công nghệ,…áp dụng các công nghệ xử lý hiện đại…. thì việc nghiên cứu xử lý nước thải là vấn đề rất quan trọng cần được quan tâm hiện nay.
5.1 Đặc trưng nước thải
Ô nhiễm do nước thải tạinhà máy 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; tỷ lệ COD, BOD5 lớn; hàm lượng N và P cao, 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.
5.3 Thuyết minh quy trình công nghệ xử lý nước thải
Nước thải từ các phân xưởng sản xuất theo mương dẫn qua song chắn rác thô đến bể lắng cát được đặt âm sâu dưới đất, ở đây sẽ giữ lại cát và các chất rắn lơ lửng có kích thước lớn để đảm bảo sự hoạt động ổn định của các công trình xử lý tiếp theo. Trước khi vào bể lắng cát, nước thải được dẫn qua thiết bị lọc rác thô nhằm loại bỏ các chất rắn có kích thước lớn như: giấy, gỗ, nilông, lá cây … ra khỏi nước thải. Nước thải ra khỏi bể lắng cát sẽ đến hầm tiếp nhận rồi bơm qua máy sàng rác (thiết bị lọc rác tinh), tại đây các chất rắn có kích thước lớn hơn 1mm tiếp tục được tách ra khỏi nước thải để bảo vệ các
Bùn tuần hoàn
máy móc thiết bị ở các công đoạn xử lý nước theo. Sau đó nước tự chảy xuống bể điều hòa.
Tại bể điều hòa, lưu lượng và nồng độ nước thải ra sẽ được điều hòa ổn định. Trong bể, hệ thống máy khuấy sẽ trộn đều nhằm ổn định nồng độ các hợp chất trong nước thải, giá trị pH sẽ được điều chỉnh đến thông số tối ưu để quá trình xử lý sinh học hoạt động tốt.
Nước thải được bơm từ bể điều hòa vào bể UASB. Tại bể UASB, các vi sinh vật ở dạng kỵ khí sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải (hiệu suất xử lý của bể UASB tính theo COD, BOD đạt 60 – 80%) thành các chất vô cơ ở dạng đơn giản và khí Biogas (CO2, CH4, H2S, NH3…), theo phản ứng sau :
Chất hữu cơ + Vi sinh vật kỵ khí -> CO2 + CH4 + H2S + Sinh khối mới + …
Sau bể UASB nước thải được dẫn qua cụm bể anoxic và bể aerotank. Bể anoxic kết hợp aerotank được lựa chọn để xử lý tổng hợp: khử BOD, nitrat hóa, khử NH4+ và khử NO3- thành N2, khử Phospho. Với việc lựa chọn bể bùn hoạt tính xử lý kết hợp đan xen giữa quá trình xử lý thiếu khí, hiếu khí sẽ tận dụng được lượng cacbon khi khử BOD, do đó không phải cấp thêm lượng cacbon từ ngoài vào khi cần khử NO3- tiết kiệm được 50% lượng oxy khi nitrat hóa khử NH4+ do tận dụng được lượng oxy từ quá trình khử NO3-.
Oxy (không khí) được cấp vào bể aerotank bằng các máy thổi khí (airblower) và hệ thống phân phối khí có hiệu quả cao với kích thước bọt khí nhỏ hơn 10 µm. Lượng khí cung cấp vào bể với mục đích:
Cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí chuyển hóa chất hữu cơ hòa tan thành nước và carbonic, nitơ hữu cơ và ammonia thành nitrat NO3-,
Xáo trộn đều nước thải và bùn hoạt tính tạo điều kiện để vi sinh vật tiếp xúc tốt với các cơ chất cần xử lý,
Giải phóng các khí ức chế quá trình sống của vi sinh vật, các khí này sinh ra trong quá trình vi sinh vật phân giải các chất ô nhiễm
Tác động tích cực đến quá trình sinh sản của vi sinh vật. Tải trọng chất hữu cơ của bể trong giai đoạn xử lý aerotank dao động từ 0,32-0,64 kg BOD/m3.ngày đêm.
Các quá trình sinh hóa trong bể hiếu khí được thể hiện trong các phương trình sau: Oxy hóa và tổng hợp
Chất hữu cơ+ O2 + Chất dinh dưỡng + vi khuẩn hiếu khí -> CO2 + H2O + NH3 + C5H7O2N (tế bào vi khuẩn mới) + sản phẩm khác
Hô hấp nội bào
C5H7O2N (tế bào) + 5 O2 + vi khuẩn -> 5 CO2 + 2 H2O + NH3+ E
Bên cạnh quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ thành carbonic CO2 và nước H2O, vi khuẩn hiếu khí Nitrisomonas và Nitrobacter còn oxy hóa ammonia NH3 thành nitrite NO2- và cuối cùng là nitrate NO3-. Vi khuẩn Nitrisomonas: 2 NH4++ 3 O2 -> 2NO2- + 4H+ + 2 H2O Vi khuẩn Nitrobacter: 2NO2- + O2 -> 2 NO3- Tổng hợp 2 phương trình trên: NH4+ + 2 O2 -> NO3- + 2H+ + H2O
Quá trình khử nitơ (denitrification) từ nitrate NO3- thành nitơ dạng khí N2 đảm bảo nồng độ nitơ trong nước đầu ra đạt tiêu chuẩn môi trường. Quá trình sinh học khử Nitơ liên quan đến quá trình oxy hóa sinh học của nhiều cơ chất hữu cơ trong nước thải sử dụng Nitrate hoặc nitrite như chất nhận điện tử thay vì dùng oxy. Trong điều kiện không có DO hoặc dưới nồng độ DO giới hạn ≤ 2 mg O2 /L (điều kiện thiếu khí)
C10H19O3N + 10NO3 -> 5N2 + 10CO2 + 3 H2O + NH3 + 100 H+
Nước sau cụm bể anoxic – aerotank tự chảy vào bể lắng. Bùn được giữ lại ở đáy bể lắng. Một phần được tuần hoàn lại bể anoxic, một phần được đưa đến bể chứa bùn. Tiếp theo, nước trong chảy qua bể trung gian để chuẩn bị quá trình lọc áp lực.
Bể lọc áp lực gồm các lớp vật liệu: sỏi, cát thạch anh và than hoạt tính để loại bỏ các hợp chất hữu cơ hòa tan, các nguyên tố dạng vết, những chất khó hoặc không phân giải sinh học và halogen hữu cơ nhằm xử lý các chỉ tiêu đạt yêu cầu quy định.
Nước thải thủy hải sản sau khi qua bể lọc áp lực sẽ đi qua bể khử trùng trước khi nước thải được xả thải vào nguồn tiếp nhận.
Bùn ở bể chứa bùn được bơm qua máy ép bùn. Bánh bùn được các cơ quan chức năng thu gom và xử lý theo quy định. Tại bể chứa bùn, không khí được cấp vào bể để tránh mùi hôi sinh ra do sự phân hủy sinh học các chất hữu cơ.
Ưu, nhược điểm công nghệ xử lý nước thải trong xử lý nước thải hiện hữu:
Ưu điểm:
· Quá trình có khả năng xử lý đạt hiệu quả xử lý cao (đạt 98%)
· Có khả năng xử lý nước thải có BOD cao, khử nitơ, photpho mà không cần thêm hóa chất.
Nhược điểm:
· Vận hành phức tạp, đòi hỏi người vận hành phải có trình độ.
Nước thải sau khi đươc xử lý đạt tiêu chuẩn loại B theo QCVN 24:2009, sau đó được đưa đến hệ thống xử lý nước thải chung của khu công nghiệp, tiếp tục được xử lý để đạt tiêu chuẩn nước loại A theo QCVN 24:2009, xã vào nguồn tiếp nhận là nước được sử dụng cho mục đích sinh hoạt.