Ngun lý hoạt động: mơ hình hoạt động theo ngun lý của bể sinh hố hiếu khí hoạt động theo mẻ SBR với các giai đoạn chính bao gồm: pha nạp nước thải vào bể phản ứng (5÷10 phút) sau đó sang pha sục khí (6 giờ) được cài đặt bằng đồng hồ hẹn giờ, khi kết thúc thời gian đã cài đặt phản ứng thì máy cấp khí sẽ ngừng hoạt động chuyển sang pha lắng (1 giờ) và pha xả nước sau xử lý (5÷10 phút).
Bùn hoạt tính được lấy từ bể SBR của hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy Bắc Đẩu, được đưa về phịng thí nghiệm, sau đó tiến hành sàng lọc để loại bỏ các tạp chất có trong bùn hoạt tính trước khi thích nghi bùn. Tiến hành thích nghi và ni dưỡng bùn với nước thải từ quá trình chế biến thuỷ sản sau bể UASB, vận hành thích nghi với thời gian sục khí (6 giờ) và lắng (1 giờ) tại phịng thí nghiệm Khoa Mơi Trường, trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng.
2.2.2.2. Vận hành mơ hình thực nghiệm
Vận hành mơ hình bao gồm các thực nghiệm:
Thực nghiệm 1: Mơ phỏng q trình vận hành cơng trình sinh hóa hiếu khí với chế độ
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG. Lưu hành nội bộ
nghiệm.
- Lấy mẫu và vận chuyển nước thải về phịng thí nghiệm, tiến hành phân tích các thơng số đầu vào, bảo quản mẫu và lưu mẫu tại phịng thí nghiệm theo tiêu chuẩn TCVN 6663-3:2008.
- Khởi động q trình cơng nghệ để xác định các thơng số cơ bản của q trình sinh hố hiếu khí: Thực nghiệm mơ phỏng q trình vận hành bể SBR với các thông số tương đương với nhà máy. Thực nghiệm tiến hành với 1 bể phản ứng có dung tích hữu ích 7L. Bùn hoạt tính cho vào bể có nồng độ bùn (MLVSS) khoảng 7,5 ÷ 8g/l và nước thải sau bể UASB có nồng độ chất hữu cơ theo COD khoảng 1.060 ÷ 1.380mg/l. Nạp vào 1,5L nước thải sau bể UASB ứng với tải trọng khối lượng khoảng 0,1 (gCOD/gbùn.ngđ); với chu kỳ vận hành 8 giờ.
- Vận hành liên tục 6 mẻ phản ứng và xác định các thông số vận hành là nồng độ bùn (MLSS, MLVSS), tải trọng khối lượng và hiệu suất xử lý. Phân tích các thơng số chất lượng nước bao gồm: pH, độ kiềm, chất rắn lơ lửng (TSS), chất hữu cơ (COD, BOD5) và chất dinh dưỡng (N-NH4+, P-PO43-).
- Tổng hợp và xử lý số liệu phân tích để đánh giá kết quả.
- Một số hình ảnh thực hiện thực nghiệm được thể hiện tại hình 2.6.
Hình 2. 6: (a) Mơ hình thực nghiệm 1; (b) Mẫu nước sau xử lý;(c) Mẫu bùn trước 30 phút; (d) Mẫu bùn sau 30 phút.
Thực nghiệm 2: Xác định các thơng số vận hành q trình sinh hóa hiếu khí bằng mơ
hình quy mơ phịng thí nghiệm.
- Trên cơ sở các số liệu, kết quả và đánh giá từ thực nghiệm 1 thì xác định được các thông số cần điều chỉnh trong thực nghiệm 2.
- Lấy mẫu và vận chuyển nước thải về phịng thí nghiệm, tiến hành phân tích các thơng số đầu vào, bảo quản mẫu và lưu mẫu tại phịng thí nghiệm theo tiêu chuẩn TCVN 6663-3:2008.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG. Lưu hành nội bộ
khí: Thực nghiệm tiến hành với 03 bể phản ứng có dung tích hữu ích 7L. Bùn hoạt tính cho vào 03 bể có nồng độ bùn (MLVSS) khoảng 3 ÷ 3,5g/l và nước thải sau bể UASB có nồng độ chất hữu cơ theo COD khoảng 1.060 ÷ 1.380mg/l. Lượng nước thải sau bể UASB được nạp vào các bể lần lượt là 1,75L, 3,5L và 5,25L tương ứng với tải trọng khối lượng khoảng 0,3; 0,6 và 0,9 gCOD/gbùn.ngđ với chu kỳ vận hành 8 giờ.
- Vận hành liên tục 6 mẻ phản ứng và xác định các thông số vận hành là nồng độ bùn (MLSS, MLVSS), tải trọng khối lượng và hiệu suất xử lý. Phân tích các thơng số chất lượng nước bao gồm: pH, độ kiềm, chất rắn lơ lửng (TSS), chất hữu cơ (COD, BOD5) và chất dinh dưỡng (N-NH4+, P-PO43-).
- Tổng hợp và xử lý số liệu phân tích để đánh giá kết quả.
- Một số hình ảnh thực hiện thực nghiệm được thể hiện tại hình 2.7.
Hình 2. 7: (a) Chuẩn bị bùn hoạt tính; (b) Mơ hình thực nghiệm 2
2.2.3. Đề xuất biện pháp nâng cao hiệu quả xử lý chất hữu cơ cho nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu thủy sản Bắc Đẩu
Để nâng cao hiệu quả xử lý chất hữu cơ cho nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu các biện pháp đề xuất bao gồm:
- Đề xuất quy trình vận hành cơng trình sinh hóa hiếu khí nâng cao hiệu quả xử lý chất
hữu cơ.
- Tính tốn cải tạo cơng trình sinh học đề xuất cho nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu.
- Đề xuất biện pháp quản lý.
2.3. Phương pháp
2.3.1. Phương pháp thống kê
Sử dụng phương pháp thống kê số liệu về hệ thống xử lý nước thải của nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu và kiểm chứng bằng các số liệu khảo sát hiện trạng, được sử dụng trong quá trình thu thập, xử lý các số liệu, tài liệu và các thông tin liên quan đến
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG. Lưu hành nội bộ
lưu lượng, đặc điểm nước thải.
2.3.2. Phương pháp khảo sát và tham vấn
Khảo sát hệ thống XLNT, hiện trạng hoạt động các cơng trình. Thu thập thơng tin thơng qua hình thức phỏng vấn trực tiếp cán bộ quản lý, vận hành hệ thống làm cơ sở xác định và đánh giá các trở ngại trong quá trình vận hành.
2.3.3. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu
Sử dụng phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu trong quá trình lấy mẫu nước thải theo TCVN 6663-3:2008 tại hệ thống xử lý nước thải của nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu.
2.3.4. Phương pháp phân tích
Sử dụng phương pháp phân tích để phân tích đặc điểm chất lượng nước và bùn theo các phương pháp tiêu chuẩn [6] tại phịng thí nghiệm Khoa Mơi Trường, trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng.
Bảng 2. 1: Phương pháp phân tích
STT Chỉ tiêu Phương pháp/Thiết bị
1 pH Eco Sense pH 10A
2 Độ kiềm TCVN 6636-1:2000 3 TSS TCVN 6625:2000 4 BOD5 TCVN 6001-1:2008 5 COD TCVN 6491:1999 6 N-NH4+ TCVN 5988:1995 7 N-NO3- TCVN 6180:1996 9 P-PO43- TCVN 4567:1988 b) Cơng thức tính tốn các thơng số
Tải trọng khối lượng: Lo = C0×Q0
MLVSS×Vbể × 24
T (gCOD/gMLVSS.ngđ)
Trong đó:
C0: nồng độ chất ơ nhiễm trong nước thải (g/l) Q0: Lưu lượng nước thải (m3)
MLVSS: nồng độ bùn thực trong bể hiếu khí (g/l) Vbể: thể tích hữu ích của bể hiếu khí (m3)
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG. Lưu hành nội bộ
T: thời gian vận hành 1 chu kỳ (h) Tải trọng thể tích: Lv = C0×Q0
Vbể × 24
T (g/m3.ngđ)
Trong đó: C0: nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải (g/l)
Tải lượng nồng độ ô nhiễm: M = 𝐶 × 𝑄 (kg/ngđ)
Trong đó: C: nồng độ chất ơ nhiễm trong nước thải (g/l)
Q: lưu lượng thải (m3/ngđ) Hiệu suất xử lý: (E)
E = CV−CR
CV × 100
Trong đó: E: hiệu suất xử lý (%)
CV: nồng độ đầu vào bể (g/l) CR: nồng độ đầu ra bể (g/l)
2.3.5. Phương pháp mơ hình phịng thí nghiệm
Phương pháp mơ hình sử dụng trong quá trình triển khai các nghiên cứu thực nghiệm, bao gồm thiết lập và vận hành mơ hình để xác định các thơng số vận hành của q trình sinh hóa hiếu để đề xuất biện pháp nâng cao hiệu quả xử lý chất hữu cơ tại nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG. Lưu hành nội bộ
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đặc điểm nước thải chế biến thủy sản và công nghệ xử lý nước thải tại nhà máy Bắc Đẩu Bắc Đẩu
3.1.1. Đặc điểm nước thải chế biến thủy sản
a) Lưu lượng thải của nhà máy
Lưu lượng nước thải từ nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu được tổng hợp trong năm 2019 đến 2021, được trình bày tại hình 3.1. Chi tiết số liệu thu thập của nhà máy được trình bày tại phụ lục A.
Hình 3. 1: Đồ thị thể hiện tổng lưu lượng thải các tháng trong 03 năm 2019-2021 Nhận xét: Nhận xét:
- Giá trị tổng lưu lượng thải của 3 năm dao động trong khoảng 140 ÷ 170 nghìn
m3/năm, giá trị trung bình khoảng 155 nghìn m3/năm.
- Giá trị lưu lượng thải các tháng trong năm dao động lớn vào các tháng 6 đến tháng 10 nằm trong khoảng 190 ÷ 25.000 m3/tháng, giá tri trung bình khoảng 12.590 m3/tháng. Từ số liệu thu thập, ta có giá trị lưu lượng thải lớn nhất, nhỏ nhất và trung bình các tháng trong năm của nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu được thu thập từ năm 2019 đến năm 2021 được trình bày ở hình 3.2.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG. Lưu hành nội bộ
Hình 3. 2: Biểu đồ thể hiện lưu lượng thải lớn, nhỏ nhất và trung bình các tháng trong năm 2019 - 2021
Nhận xét: Lưu lượng nước thải trung bình tại nhà máy trong các năm 2019, 2020 và
2021 lần lượt là 484; 497 và 451 m3/ngày. Lưu lượng nước thải giữa các năm khơng có sự thay đổi đáng kể nhưng lại có sự dao động rất lớn giữa các ngày trong tháng và giữa các tháng trong năm.
Từ số liệu thu thập, ta có giá trị lưu lượng thải tháng lớn nhất và nhỏ nhất trong 03 năm của nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu được thu thập từ năm 2019 đến năm 2021 được trình bày ở hình 3.3.
Hình 3. 3: Đồ thị thể hiện lưu lượng tháng thải lớn, nhỏ nhất trong 03 năm 2019 -2021 Nhận xét: Dựa vào đồ thị cho thấy giá trị lưu lượng thải vào thời điểm tháng lớn nhất
trong các năm. Năm 2019 lưu lượng thải dao động trong khoảng 190 ÷ 1.130 m3/ngày, giá trị trung bình 660 m3/ngày, năm 2020 lưu lượng thải dao động trong khoảng 120 ÷ 1.330 m3/ngày, giá trị trung bình 725 m3/ngày và năm 2021 lưu lượng thải dao động trong khoảng 150 ÷ 1.280 m3/ngày, giá trị trung bình 715 m3/ngày.
Từ số liệu thu thập, ta có giá trị sản lượng sản xuất và tổng lưu lượng thải hàng tháng trong tháng của nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu từ năm 2019 đến năm 2021 được trình bày ở hình 3.4.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG. Lưu hành nội bộ
Hình 3. 4: Đồ thị thể hiện tổng lưu lượng thải và sản lượng sản xuất trong 03 năm 2019 - 2021
Nhận xét: Dựa vào đồ thị cho thấy sản lượng sản xuất hàng tháng dao động nằm trong
khoảng 187 đến 1.792 tấn/tháng và giá trị trung bình 989 tấn/tháng.Tổng lưu lượng phát sinh hàng tháng dao động nằm trong khoảng 190 đến 25.440 m3/tháng. Từ đồ thị ta nhận thấy sản lượng sản xuất tỷ lệ thuận với tổng lưu lượng thải phát sinh hàng tháng. Sản lượng sản xuất lớn thì tổng lưu lượng phát sinh hàng tháng của nhà máy cũng lớn theo và ngược lại.
Từ số liệu thu thập, ta có giá trị lưu lượng thải theo ngày trong 03 năm của nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu từ năm 2019 đến năm 2021 được trình bày ở hình 3.5
.
Hình 3. 5: Đồ thị thể hiện lưu lượng theo ngày trong 03 năm 2019 -2021
Nhận xét: Dựa vào đồ thị cho thấy giá trị lưu lượng thải theo từng ngày có biên độ
dao động rộng trong khoảng 10 ÷ 1.330 m3/ngày, giá trị trung bình 670 m3/ngày.
Kết luận:
- Tổng lưu lượng thải tại nhà máy trong các năm 2019, 2020 và 2021 lần lượt là 169.360; 164.450 và 144.770 m3/năm. Lưu lượng thải lớn, nhỏ nhất và trung bình giữa các ngày trong tháng từ năm 2019 đến 2021 lần lượt là năm 2019 (1.240; 20 và 484 m3/ngày); năm 2020 (1.330; 10 và 497 m3/ngày) và năm 2021 (1.320; 20 và 451 m3/ngày). Lưu lượng thải lớn, nhỏ nhất và trung bình giữa các tháng trong năm từ năm
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG. Lưu hành nội bộ
2019 đến 2021 lần lượt là năm 2019 (22.540; 1.950 và 14.130 m3/tháng); năm 2020 (25.440; 3.116 và 13.704 m3/tháng) và năm 2021 (21.890; 190 và 13.161 m3/tháng). Như vậy, nhìn chung tổng lưu lượng thải khơng có sự thay đổi đáng kể nhưng lại có sự dao động rất lớn giữa các ngày trong tháng và giữa các tháng trong năm. Giữa các ngày trong tháng có biên độ giao đơng rộng trong khoảng từ 10 đến lớn nhất 1.330 m3/ngày. - Với lưu lượng có sự giao động lớn theo ngày cho thấy chế độ thải không ổn định sẽ dẫn đến hệ quả là làm giảm hiệu quả xử lý và có thể xảy ra hiện tượng sốc tải do hệ vi khuẩn trong bùn hoạt tính chưa kịp thích nghi. Đây là nguyên nhân chính dẫn đến chất lượng nước sau xử lý ở nhiều thời điểm không đáp ứng được yêu cầu xả thải của Ban quản lý Khu cơng nghiệp, có thể bị khống chế về lưu lượng xả thải.
b) Tính chất, thành phần nước thải chế biến thủy sản
Kết quả phân tích chất lượng nước từ q trình chế biến thuỷ sản (bao gồm mẫu nước từ quá trình sơ chế và mẫu nước từ quá trình chế biến surimi được lấy tại hố gom B1) được thể hiện tại bảng sau.
Bảng 3. 1: Chất lượng nước từ quá trình chế biến thủy sản
Ngày Đợt 1 Đợt 2 Đợt 3 Đợt 4 Đợt 5
Thông số Sơ chế Surimi Sơ chế Surimi Surimi Surimi Surimi
pH 7,5 7,7 8,2 8,3 7,4 7,6 7,4 TSS (mg/L) 784 2.012 980 2.660 2.400 1.460 1.348 BOD5(mg/L) 1.112 1.723 813 1.859 1.846 1.911 2.135 COD(mg/L) 1.710 2.650 1.250 2.860 2.840 2.940 3.285 N - NH4+(mg/L) 40,35 136,26 125,32 146,91 142,2 129,1 137,8 T- N(mg/L) 117,96 458,10 427,50 483,90 501,20 485,70 461,40 T – P(mg/L) 18,1 20,40 22,50 25,20 18,9 21,6 20,8
Nhận xét: Dựa vào kết quả khảo sát cho thấy nước thải từ quá trình sơ chế và sản
xuất surimi tại nhà máy chế biến thủy sản Bắc Đẩu chứa lượng lớn các chất rắn, chất hữu cơ và chất dinh dưỡng.
- Với nồng độ tổng chất rắn lơ lửng (TSS) trong quá trình sơ chế và sản xuất Surimi lần lượt là 784 ÷ 980mg/L; 1.460 ÷ 2.660mg/L.
- Với nồng độ chất hữu cơ (BOD5, COD) trong quá trình sơ chế và sản xuất Surimi lần lượt là BOD5: 813 ÷ 1.112mg/L; 1.700 ÷ 2.000mg/L, COD: 1.250 ÷ 1.710 mg/L; 2.650 ÷ 3.285mg/L.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG. Lưu hành nội bộ
lượt là T-N: 118 ÷ 428mg/L; 458 ÷ 501mg/L, T-P: 18 ÷ 22mg/L; 20 ÷ 25mg/L. Kết quả tính tốn tải lượng ơ nhiễm chất hữu cơ và chất dinh dưỡng trong nước thải từ q trình sơ chế được tính tốn và trình bày tại các hình 3.6 và 3.7.
Hình 3. 6: Đồ thị thể hiện tải lượng ô nhiễm chất hữu cơ COD theo ngày
Nhận xét: Tải lượng ô nhiễm chất hữu cơ theo COD nước thải sơ chế theo ngày dao
động rất lớn trong khoảng (15 ÷ 1.968kg/ngđ) và giá trị trung bình là 744kg/ngđ.
Hình 3. 7: Đồ thị thể hiện tải lượng ô nhiễm chất dinh dưỡng T-N theo ngày Nhận xét: Tải lượng ô nhiễm chất dinh dưỡng theo T-N trong nước thải sơ chế theo Nhận xét: Tải lượng ô nhiễm chất dinh dưỡng theo T-N trong nước thải sơ chế theo
ngày dao động rất lớn trong khoảng (3 ÷ 363kg/ngđ) và giá trị trung bình là 137kg/ngđ. Kết quả tính tốn tải lượng ơ nhiễm chất hữu cơ và chất dinh dưỡng trong nước thải từ quá trình sản xuất Surimi được tính tốn và trình bày tại các hình 3.8 và 3.9.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG. Lưu hành nội bộ
Nhận xét: Tải lượng ô nhiễm chất hữu cơ theo COD trong nước thải sản xuất Surimi
theo ngày dao động rất lớn trong khoảng (29 ÷ 3.877kg/ngđ) và giá trị trung bình là 1.466kg/ngđ.
Hình 3. 9: Đồ thị thể hiện tải lượng ô nhiễm chất dinh dưỡng theo T-N