Với tỡnh hỡnh thực tế cỏc cơ sở giết mổ phõn tỏn xen lẫn trong khu dõn cư, diện tớch nhỏ hẹp, cơ sở hạ tầng yếu kộm nờn rất phức tạp cho việc quản lý kiểm dịch VSATTP và hầu hết cỏc cơ sở này khụng cú đủđiều kiện để xõy dựng hệ thống xử lý nước thải một cỏch triệt để. UBND tỉnh Hải Dương, đó quyết tõm thực hiện tổ chức lại khõu giết mổ và tiờu thụ thịt GSGC trờn địa bàn theo hướng quy hoạch tập trung thành cỏc cơ sởđược giỏm sỏt chặt chẽ VSATTP và thực hiện khõu xử lý mụi trường, trong đú đặc biệt là xử lý nước thải từ lũ mổ một cỏch triệt để.
Căn cứ phỏp lệnh thỳ y sửa đổi ngày 29/4/2004 của UBTV Quốc Hội; Nghị định 33/2005/NĐ-CP ngày 15/3/2005 của chớnh phủ; Chỉ thị 30/2005/CT-TTg ngày 26/9/2005 của Thủ tướng chớnh phủ về tăng cường quản lý giết mổ gia sỳc, gia cầm đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. UBND tỉnh Hải Dương đó ra Quyết định số 3828/QĐ-UBND ngày 03/11/2006 phờ duyệt “ Đề ỏn phỏt triển chăn nuụi – thủy sản theo hướng tập trung, nõng cao chất lượng, quy mụ, đảm bảo vệ sinh mụi trường tỉnh Hải Dương giai đoạn 2006-2010” .
Nguyễn Thế Mạnh ‐ 26 - Để triển khai nội dung của Quyết định số 3828/QĐ-UBND, Ủy ban nhõn dõn thành phố Hải Dương đó xõy dựng chỉđạo thực hiện Đề ỏn số 345/ĐA-UBND ngày 30/5/2008 về việc “ xõy dựng cơ sở GMGSGC tập trung” trờn địa bàn thành phố giai đoan 2008-2012.
Quy mụ thực hiện mà đề ỏn đó xỏc định dựa trờn định hướng phỏt triển khụng gian thành phố Hải Dương đến 2020 và nhu cầu tiờu dựng hàng húa, thực phẩm đảm bảo an toàn của người dõn thành phố và vựng phụ cận hiờn tại cũng như tương lai, từ năm 2008 đến 2012 thành phố Hải Dương sẽ xõy dựng 2 đến 3 cơ sở GMGSGC tập trung tại cỏc điểm: Xó Thạch Khụi, Xó Nam Đồng, Phường Việt Hũa
Ban chỉ đạo đề ỏn đó quyết định lựa chọn địa điểm Xó Thạch Khụi để xõy dựng thớ điểm cơ sở GMGSGC tập trung với diện tớch trờn 2,8 Ha. Vị trớ dự ỏn đảm bảo cỏc điều kiện: xa khu dõn cư; xa trục đường giao thụng chớnh và thuận lợi cho việc cấp thoỏt nước, xử lý mụi trường.
Nguyễn Thế Mạnh ‐ 27 -
CHƯƠNG II:
CƠ SỞ Lí THUYẾT VỀ XỬ Lí NƯỚC THẢI GMGSGC.
II.1. Cỏc nghiờn cứu vềđặc tớnh nước thải GMGSGC
II.1.1.Nguồn phỏt sinh
Nước thải giết mổ cú lưu lượng thải và độ ụ nhiễm cao nhất phỏt sinh chủ yếu từ cỏc hoạt động như nhỳng núng cạo lụng, moi ruột và rửa thịt. Nước thải cú lưu lượng và độ ụ nhiễm thấp hơn là nước thải phỏt sinh từ cỏc hoạt động vệ sinh thiết bị, nhà xưởng. Trong cỏc cơ sở giết mụ cụng nghiệp nước thải từ quỏ trỡnh trao đổi nhiệt là nước sạch được tuần hoàn và chỉ cú nước thải từ hoạt động giết mổ và vệ sinh thiết bị, nhà xưởng sẽđi vào hệ thống xử lý nước thải.
II.1.2. Lượng nước thải phỏt sinh
Lượng nước sử dụng trong hoạt động giết mổ dao động rất lớn, phụ thuộc vào cụng nghệ ỏp dụng trong hoạt động giết mổ của từng quốc gia, dao động từ 1-8,3 m3/tấn gia sỳc (bảng 2.1). Bảng 2.1 Lượng nước sử dụng[36] Cơ sở giết mổ Nước sử dụng (m3/tấn) Mỹ 2,1-8,3 Anh <2,5-7,5 Chõu Âu 2,5-5 Hungary 1-1,9 II.1.3. Thành phần ụ nhiễm
Thành phần và mức độ ụ nhiễm của nước thải giết mổ phụ thuộc nhiều vào cụng nghệ giết mổ, loại gia sỳc, số lượng gia sỳc và qui trỡnh chế biến thịt cũng như
Nguyễn Thế Mạnh ‐ 28 - cỏc cụng đoạn thu gom nước thải và chất thải rắn phỏt sinh trong hoạt động này. Nước thải giết mổ GSGC núi chung cú hàm lượng chất rắn, TCOD, SCOD, BOD, dầu mỡ, nitơ và photpho cao. Nguồn của cỏc chất hữu cơ cú trong nước thải là từ mỏu, chất bộo và dầu động vật được tỏch ra trong quỏ trỡnh nhỳng núng, phõn và cỏc chất thải từ phụ tạng. Nguồn nitơ mà chủ yếu là nitơ hữu cơ cú trong nước thải chủ yếu đi từ mỏu, nước tiểu và phõn. Thành phần photpho cú trong nước thải là từ mỏu, phõn, và cỏc hợp chất tẩy rửa khỏc (USEPA,2002). Mức độ ụ nhiễm của nước thải giết mổ tại một số quốc gia khỏc nhau được cho trong bảng 2.2
Bảng 2.2. Đặc tớnh nước thải giết mổở một số nước trờn thế giới [36] Thụng số (mg/L) 1 2 3 4 5 6 7 Độ kiềm 350-800 TSS 1011-1916 1774 1300-3400 220-2100 6000 TCOD 1925- 11118 1500- 2200 5113 4200-8500 1400-5000 530-4700 6000 SCOD 780-10090 1100-1600 BOD 710-4633 490-650 2105 1600-3000 1000-3500 VFA 175-400 300 NH4-N 65-87 200-300 3-70 150 TKN 110-240 120-180 248 114-148 250-700 40-230 550 T-P 13-22 12-20 22.1 10-30 80-120 6-34 50 Dầu và mỡ 50-100 897 100-200
Nguồn: 1: Sayed& de Zeeuw (1988) (Hà Lan); 2. Sayed (1987) (Hà Lan), 3. Sachon (1984) (Phỏp); 4. Stebor (1990) (Mỹ); 5.Tritt & Schuchardt (1992) (Đức);
6. Russell (1993); 7. Borja (1993) (Tõy Ban Nha).
Một nghiờn cứu khỏc thực hiện tại 6 cơ sở giết mổ thịt lợn ở Quebec và Ontario trong thời gian từ thỏng 6 năm 1995 đến thỏng 1 năm 1996 đó đưa ra cỏc kết
Nguyễn Thế Mạnh ‐ 29 - quả phõn tớch đặc tớnh nước thải sau khi nước thải qua song chắn thụ (bảng 2.3). Kết quả nghiờn cứu cho thấy:
Nồng độ SS chiếm từ 27-67% TCOD. VSS chiếm 80% của SS chứng tỏ trong chất rắn lơ lửng, phần hữu cơ là chủ yếu. Chỳng cú thể gồm cỏc chất thải ra từ cụng đoạn moi ruột và làm lũng.
Gớa trị TCOD của 6 cơ sở giết mổ dao động từ 2333-8627 mg/L. Những giỏ trị này cũng tương tự như nước thải của cỏc cơ sở giểt mổ ở Phỏp với nồng độ TCOD: 4118 ± 1409 mg/L(Sachon1986).
Hàm lượng nitơ hữu cơ dao động từ 70 đến 424 mg/L chiếm trờn 70% giỏ trị của TKN, trừ trường hợp của mẫu số 2. Thành phần protein thụ được tớnh theo cụng thức: (TKN-NH4)x 6,25. Gớa trị này dao động từ 444 đến 2775 mg/L, chiếm từ 37- 58% tổng chất rắn bay hơi (VS) và chiếm 30% ± 7% TCOD (được tớnh theo nồng độ tương đương: 1,15g COD/g protein, theo Sayed,1988)
Bảng 2.3. Kết quả phõn tớch chất lượng nước thải giết mổ tại sỏu cơ sở
giết mổở Quebec và Ontario [30] Cơ sở giết mổ Thụng số Đơn vị 1 2 3 4 5 6 pH 6,7 7,2 6,5 4,9 6,9±0,2 6,5 Độ kiềm mg CaCO3/L 333 333 333 8,3 906± 157 250 TS mg/L 2244 2727 3862 2747 5748 ± 823 2481 VS mg/L 1722 1966 3153 1204 4458 ± 751 1846 SS mg/L 957 736 1348 877 2099 ± 622 1431 VSS mg/L 770 576 1192 594 1887 ± 550 1149 TCOD mg/L 2941 3589 4976 2333 8627 ± 1669 3417 SCOD mg/L 1510 2605 2817 778 4753 ± 883 1250 VFA mg/L 197 166 221 164 311 ± 34 175
Nguyễn Thế Mạnh ‐ 30 -
TKN mg/L 174 271 372 90 593 ± 95 158 NH4-N mg/L 41 154 99 19 169 ± 66 20 Protein mg/L 831 731 1700 444 2648 ± 66 856
T-P mg/L 20 - - 28 61 80
Ghi chỳ: Mẫu số 5 được lấy 6 lần trong vũng 8 thỏng. Gớa trị trong bảng là giỏ trị trung bỡnh cú tớnh đến độ lệch chuẩn.
II.2. Cỏc nghiờn cứu về xử lý nước thải GMGSGC
II.2.1. Cỏc nghiờn cứu trờn thế giới (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trờn thế giới, đó cú rất nhiều cụng trỡnh nghiờn cứu cỏc kỹ thuật xử lý nước thải giết mổ. Đõy là đối tượng nước thải cú nhiều thành phần ụ nhiễm khỏc nhau đũi hỏi phải ỏp dụng đầy đủ cỏc bước cụng nghệ từ cỏc quỏ trỡnh xử lý sơ cấp nhằm loại bỏ một số thành phần như SS, dầu mỡ, một phần COD, BOD đến cỏc bước xử lý bậc 2 để loại bỏ thành phần chất hữu cơ và cần đến bước xử lý bậc 3 nhằm xử lý cỏc thành phần dinh dưỡng nitơ, photpho.[36]
a, Xử lý sơ cấp
Thiết bị chắn rỏc, lắng, tuyển nổi và đụng keo tụ là những cụng nghệđược sử dụng rộng rói nhằm loại bỏ cỏc dạng chất rắn, dầu mỡ cú trong nước thải giết mổđể trỏnh tỡnh trạng nổi bựn, phồng bựn do thành phần dầu mỡ và quỏ tải trong hệ thống sinh học vỡ lượng chất hữu cơ nằm trong chất rắn là rất lớn.
Một số nghiờn cứu nhằm ỏp dụng cụng nghệ tuyển nổi điện húa để thay thế cho thiết bị tuyển nổi khớ hũa tan đều khụng cú tớnh khả thi về mặt kinh tế và ứng dụng trong thực tế (Bull và cộng sự, 1982). Vào cuối những năm 1970, ở Chõu Âu, New Zealand và Mỹ ỏp dụng phương phỏp tuyển nổi kết hợp với kết tủa húa học để thu hồi protein. Tuy nhiờn, protein thu được khụng cú giỏ trị kinh tế nờn những hệ thống tuyển nổi kết hợp kết tủa húa học khụng được ỏp dụng rộng rói. Một số nghiờn cứu khỏc nhằm nõng cao hiệu quả của quỏ trỡnh tuyển nổi nước thải giết mổ cho hiệu suất xử lý cao hơn phương phỏp tuyển nổi bằng khụng khớ như tiến hành ở
Nguyễn Thế Mạnh ‐ 31 - pH thấp, bổ sung húa chất …Tuy nhiờn việc điều chỉnh pH nước thải là khụng phổ biến. Cú thể bổ sung húa chất vào cụng đoạn tuyển nổi để tăng khả năng thu hồi chất bộo và chất rắn. Phương phỏp này thường được ỏp dụng ở Mỹ nhưng lượng bựn tạo thành khụng ổn định.
Với đặc tớnh nước thải giết mổ cú hàm lượng SS và độ màu cao, phương phỏp đụng keo tụ cũng là một lựa chọn để xử lý sơ bộ. Tỏc giả Nuflez (1999) thực hiện quỏ trỡnh này để loại bỏ chất hữu cơ trong nước thải giết mổ với việc sử dụng muối sắt (III), muối nhụm và cỏc hợp chất PAC cho hiệu quả xử lý COD là 45-75%. Theo kết quả nghiờn cứu của N.Z.Al-Mutairi (2004), khi sử dụng độc lập phốn nhụm Al2(SO4)3.18H2O và một loại polyme cho quỏ trỡnh keo tụ nước thải giết mổ thỡ hiệu suất xử lý COD,SS, độđục lần lượt từ 3-20%, 98-99% và từ 76-93% khi nồng độ phốn nhụm thay đổi từ 100-1000mg/L, pH quỏ trỡnh keo tụ từ 4-9. Sử dụng riờng polyme với nồng độ từ 10-90 mg/L cho hiệu suất xử lý COD, SS lần lượt là từ 9- 43%, 95-96%. Hiệu suất xử lý COD, SS của phốn nhụm và polyme là khụng cú sự khỏc biệt nhiều song phần bựn tạo thành của quỏ trỡnh keo tụ với phốn nhụm thỡ cú độ nộn chặt hơn so với dựng polyme.[34]
b. Xử lý sinh học
- Hệ xử lý yếm khớ
Cỏc hệ xử lý yếm khớ khỏ thớch hợp cho xử lý nước thải giết mổ. Cú hai hỡnh thức của hệ xử lý yếm khớ được ỏp dụng ở nhiều nước là dạng ao yếm khớ cú đậy nắp và cỏc thiết bị yếm khớ tải lượng cao.
+ Ao yếm khớ cú nắp đậy được xõy dựng nhiều trờn Thế giới trong thập niờn trước để cú thể ngăn ngừa mựi và thu khớ gas (Dague, 1990, Safley và Westerman, 1992).
+ Cỏc thiết bị yếm khớ tải lượng cao (hệ yếm khớ tiếp xỳc, UASB và lọc yếm khớ) để xử lý nước thải và chất thải lũ mổđược quan tõm rất nhiều trong thập niờn vừa qua. Cỏc cụng nghệ này đó được ứng dụng thực tế tại Albert Lea (Mỹ), Leads (Anh), Den Haag (New Zealand), Genk (Bỉ), Castres (Phỏp) và Bylderup (Đan
Nguyễn Thế Mạnh ‐ 32 - Mạch). Trong thiết bị xử lý yếm khớ tốc độ cao, thiết bị yếm khớ tiếp xỳc được ỏp dụng phổ biến hơn cả bởi giảm thiểu được ảnh hưởng của lớp bọt. Thiết bị yếm khớ đó được ỏp dụng thành cụng ở một cơ sở giết mổ bũ ở Mỹ, hiệu quả xử lý COD, BOD và TSS đạt 84%, 93% và 75% (Stebor và cỏc cộng sự, 1990). So sỏnh với cỏc quỏ trỡnh xử lý yếm khớ khỏc, thiết bị chia ngăn yếm khớ (ABR-Anaerobic Baffled Reactor) cú khả năng xử lý nước thải từ thấp đến cao tải và cú nhiều ưu điểm trong xõy dựng, vận hành thiết bị. [28,36]. Một số nghiờn cứu trờn thiết bị UASB, thiết bị yếm khớ tầng sụi (anaerobic fluidized bed), thiết bị yếm khớ tiếp xỳc (anaerobic contact), thiết bị lọc chảy ngược (upflow anaerobic filter) và ABR trong việc xử lý nước thải giết mổđược chỉ ra ở bảng dưới đõy.
Bảng 2.4: So sỏnh kết quả xử lý nước thải giết mổ của một số thiết bị yếm khớ [28] Loại thiết bị Kớch thước (lớt) Tải trọng khối (g COD/l,ngày) COD đầu vào (g/l) Nhiệt độ (0C) Hiệu suất xử lý COD (%) UASB 30 6 1,5-2,2 20 91 UASB 21000 2,7 0,73 25 77 33,5 7 1,5-2,2 20 55 Tầng linh động - 3 1,25 70 Yếm khớ tiếp xỳc - 2,6 25-83 - 86 ABR 5,16 0,9 4,7 0,45-0,55 25-30 89 75
Một số kết quả xử lý nước thải giết mổ trờn thiết bị ABR trong nghiờn cứu của C, Polprasert và cộng sự (1992) cho thấy cú sự giống nhau về hiệu quả xử lý COD với cỏc thiết bị khỏc nhưng thiết bị ABR cú thể tớch nhỏ hơn. Ở tải lượng 0,9g COD/L.ngày, phần lớn COD đó được loại ở ngăn thứ nhất. Khi tải trọng cao hơn 1,8 – 4,7gCOD/L.ngày thỡ cú sự giảm mạnh COD ở hai ngăn đầu. Khi tải trọng COD thấp, tốc độ dõng của chất lỏng dao động từ 1-17 cm/giờ (trong khoảng vận hành
Nguyễn Thế Mạnh ‐ 33 - UASB). Ngược lại, ở tải trọng là 4,7 g COD/L.ngày, tốc độ dõng là 24 cm/giờ, tương đương với giỏ trị của thiết bị tầng mở rộng .Tỉ lệ CO2 trong khớ sinh học dao động từ 2-4%. Thành phần metan dao động từ 70-75%. Cỏc kết quả này cũng tương tự với cỏc nghiờn cứu khỏc khi xử lý nước thải cú COD<1000 mg/L. Hoạt tớnh của bựn được đo là tốc độ sinh khớ mờtan chia cho lượng VSS. Giỏ trị này dao động từ 0,066 đến 0,293 kg CH4-COD/L.ngày. Kết quả này cũng tương tự với cỏc thiết bị UASB xử lý nước thải giết mổ [28].
- Hệ xử lý hiếu khớ
Cỏc phương phỏp sinh học hiếu khớ được ỏp dụng để xử lý nước thải giết mổ gồm cú: phương phỏp bựn hoạt tớnh; phương phỏp lọc, đĩa sinh học, phương phỏp tầng sụi v.v...
Nhiều hệ thống xử lý theo phương phỏp bựn hoạt tớnh đó được sử dụng tại cỏc lũ giết mổ gia sỳc ở Mỹ từ cuối những năm 1970 và đầu những năm 1980 để loại bỏ BOD và thực hiện quỏ trỡnh nitrat húa (Green và cỏc cộng sự, 1981; Witmayer và cỏc cộng sự, 1985). Nghiờn cứu của tỏc giả Hopwood (1977) cho thấy bựn trong hệ thống xử lý nước thải giết mổ thường nhẹ và lắng kộm. Nguyờn nhõn chớnh của hiện tượng lày là do hàm lượng protein cao cú trong nước thải giết mổ và hiện tượng thiếu ụxy trong bể bựn hoạt tớnh (Travers và Lovett, 1984).
Ở Chõu Âu, hệ lọc nhỏ giọt cao tải đó được ỏp dụng để xử lý sơ bộ với BOD trong nước thải giết mổ. Ưu điểm chớnh của hệ lọc nhỏ giọt so với cỏc hệ xử lý khỏc là yờu cầu diện tớch và nhu cầu năng lượng thấp. Tuy nhiờn khi ỏp dụng hệ lọc nhỏ giọt thỡ thành phần chất bộo cần được loại trước để trỏnh việc chỳng phủ trờn bề mặt vật liệu lọc và gõy tắc. Một số tiờu chuẩn thiết kế của Phỏp cho hệ lọc nhỏ giọt cao tải để xử lý nước thải giết mổđược đề xuất trong nghiờn cứu của Sachon,1984 [35]
c, Xử lý nitơ và photpho
Cú rất nhiều cụng nghệđược thực hiện để xử lý thành phần dinh dưỡng (hợp chất của nitơ và photpho). Cỏc nghiờn cứu về cụng nghệ xử lý dinh dưỡng đó và
Nguyễn Thế Mạnh ‐ 34 - đang được thực hiện cú thểđược xếp vào hai nhúm chớnh là: phương phỏp xử lý húa lý và phương phỏp xử lý sinh học.
Cỏc phương phỏp húa lý như nõng pH đó được ỏp dụng để loại NH3 trong nước thải (Kaszas, 1992); phương phỏp ụxi húa bằng Clo được sử dụng như là một hệ