Thành phần và tính chất đặc trưng của nước thải tại cơng ty Thuỷ sản

3. Ngày giao đồ án tốt nghiệ p: 01/011/

4.3Thành phần và tính chất đặc trưng của nước thải tại cơng ty Thuỷ sản

Thiên Quỳnh.

Lưu lượng nhà máy hiện tại là 250 m3/ngày, cĩ đặc điểm chung với các loại nước thải chế biến tơm thơng thường. Các thơng số ơ nhiễm được trình bày trong bảng sau:

Bảng 4.1: Đặc trưng ơ nhiễm của nước thải chế biến tơm S

TT

Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả Tiêu chuẩn

1 pH 6,9 5,5  9 2 Nhiệt độ 0C 27  33 40 3 BOD5 mgO2/L 767 < 50 4 COD mgO2/L 1150 < 100 5 Tổng cặn lơ lửng SS mg/L 300 < 100 6 Tổng Nitơ mg/L 124 < 60 7 Tổng Photpho mg/L 9,56 < 6

Nguồn: Xí nghiệp chế biến thuỷ sản XNK Thuận An 1 – An Giang

Thành phần chủ yếu là chất hữu cơ phân rã cĩ nguồn gốc từ động vật (quá trình rửa và sơ chế nguyên liệu), với thành phần chủ yếu là protein và chất béo, trong đĩ chất béo thuộc loại khĩ phân huỷ bởi vi sinh.

Mức độ ơ nhiễm dinh dưỡng lớn (xác bã nguyên liệu), cần quan tâm nhiều đến lượng N và P bên cạnh ơ nhiễm hữu cơ (C) trong quá trình xử lý.

Tỷ lệ BOD/COD  0,65 là điều kiện thuận lợi để áp dụng phương pháp xử lý vi sinh trong quá trình xử lý nước thải.

Tổng chất rắn trong nước thải chủ yếu từ các vụn thuỷ sản đã tan rã hồ vào trong nước thải, một số bã lớn hơn (vỏ tơm, đầu tơm) do cịn sĩt lại trong quá trình sơ chế, cặn loại này rất dễ lắng.

Thành phần hữu cơ (acid béo khơng bão hồ) khi bị phân huỷ tạo ra các sản phẩm trung gian gây mùi đặc trưng rất khĩ chịu, và ảnh hưởng nhiều khi tiếp xúc.

CHƯƠNG 5

ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ TRẠM XỬ LÝ VÀ TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ TRONG TRẠM XỬ LÝ

CƠNG TY THIÊN QUỲNH 5.1 Số liệu làm cơ sở thiết kế STT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả QCVN 11:2008 BTNMT 1 Lưu lượng Q m3/ngày 250 2 pH 6,9 5,5  9 3 Nhiệt độ 0C 27  33 40 4 BOD5 mgO2/l 767 < 50 5 COD mgO2/l 1150 < 100 6 Tổng cặn lơ lửng SS mg/l 300 < 100 7 Tổng Nitơ mg/l 124 < 60 8 Amoni NH3 (tính theo N) mg/l 40 < 20 9 Tổng Photpho mg/l 9,56 < 6 5.2 Lựa chọn cơng nghệ xử lý nước thải

5.2.1 Cơ sở lựa chọn dây chuyền cơng 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 (Quy chuẩn Việt Nam 11: 2008 BTNMT).

 Chi phí đầu tư ban đầu.

 Chi phí quản lý và vận hành…

 Diện tích mặt bằng trạm xử lý.

5.2.2 Đề xuất dây chuyền cơng nghệ

Đặc điểm nước thải của ngành chế biến thủy hải sản nĩi chung và của cơng ty chế biến thủy sản Thiên Quỳnh nĩi riêng là cĩ sự ơ nhiễm hữu cơ cao với các chỉ tiêu đặc trưng cho sự ơ nhiễm hữu cơ như COD, BOD khá cao và các chỉ tiêu nước thải khác của cơng ty đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép xả vào mơi trường. Với tỉ lệ BOD : COD là 0,66 cơng nghệ phù hợp để xử lý nước thải cho cơng ty là cơng nghệ xử lý sinh học. Để loại bỏ các chất hữu cơ cĩ trong nước thải cĩ thể áp dụng nhiều cơng trình xử lý sinh học khác nhau. Do đặc điểm nồng độ chất ơ nhiễm trong nước thải khá cao nên phải sử dụng kết hợp xử lý sinh học với sự tham gia của vi khuẩn kỵ khí và vi khuẩn hiếu khí. Xử lý sinh học bao gồm xử lý sinh học tự nhiên và sinh học nhân tạo.

5.2.2.1 Xử lý nước thải bằng cơng trình xử lý sinh học tự nhiên SONG CHẮN RÁC HỐ THU GOM HỒ KỴ KHÍ HỒ HIẾU KHÍ NƯỚC THẢI HỒ HOAØN THIỆN BỂ ĐIỀU HỊA NGUỒN TIẾP NHẬN

Hình 5.1. Sơđồ cơng nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học tự nhiên. Phương án xử lý nước thải bằng phương pháp tự nhiên cĩ rất nhiều ưu điểm so với các cơng trình nhân tạo như:

Tiêu tốn rất ít năng lượng trong quá trình vận hành. Cơng nghệđơn giản.

Vận hành và quản lý đơn giản, khơng yêu cầu trình độ kỹ thuật cao

Kinh phí thấp trong quá trình xây dựng cũng như trong thời gian hoạt động Thiết bị và xây dựng đơn giản.

Nhược điểm: lớn nhất của các cơng trình xử lý nước thải bằng phương pháp tự nhiên là diện tích đất sử dụng rất lớn (lớn rất nhiều so với các cơng trình nhân tạo) nên thường được xây dựng ở những vùng mà đất đai khơng cĩ giá trị (hoặc cĩ giá trị rất thấp) về nơng nghiệp và (hoặc) kinh tế . (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Cơng ty chế biến thủy sản Thiên Quỳnh được xây dựng trong khu cơng nghiệp Đức Hồ – Long An mà tiềm năng phát triển của khu cơng nghiệp là cịn khá lớn do vậy việc sử dụng một diện tích đất khá lớn trong khu cơng nghiệp là khơng khả thi về mặt kinh tế cũng như về mặt cảnh quan của khu cơng nghiệp. Do đĩ, việc sử dụng phương án khơng phù hợp với điều kiện của cơng ty.

5.2.2.2 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải bằng cơng trình xử lý sinh học nhân tạo

Do đặc điểm nước thải cĩ nồng độ chất hữu cơ tương đối cao nên áp dụng cơng trình xử lý sinh học kỵ khí kết hợp với hiếu khí cĩ lợi hơn cả về kinh tế lẫn hiệu quả xử lý. Tuy nhiên, các cơng trình xử lý cần phải cân nhắc, lựa chọn sao cho phù hợp với điều kiện thực tế. Trong các phương án xử lý việc lựa chọn dựa theo tiêu chí như: giá thành cơng trình, vận hành và bảo dưỡng cơng trình, chi phí xử lý. Với điều kiện thực tế của cơng ty thủy sản Thiên Quỳnh cĩ thể áp dụng một trong hai cơng nghệ sau:

Sơđồ cơng nghệđề xuất: Phương án 1 Hình 5.2: Phương án 1 Ghi chú: Đường nước Đường bùn Đường khí Đường hĩa chất UASB Nguồn tiếp nhận Nguồn thải Bể lắng cát kết hợp tách dầu mỡ Bểđiều hịa Bể trung gian Bể SBR Khử trùng Sân phơi bùn Nước tuần hồn Cặn thải Song chắn rác Bùn thải Máy thổi khí Hố chất khử trùng

Nước tuần hồn Bùn thải Bùn thải Bùn tuần hồn Phương án 2: Hình 5.3: Phương án 2 Ghi chú: Đường nước Đường bùn Đường khí Đường hĩa chất Máy thổi khí UASB Bể Anoxic Song chắn rác Nguồn thải Bể lắng cát kết hợp tách dầu mỡ Bểđiều hịa Bể nén bùn Hố chất khử trùng Nguồn tiếp nhận Lắng 2 Khử trùng Bể Aerotank Máy ép bùn

5.2.3 Thuyết minh quy trình cơng nghệ

Phương án 1:

Nước thải nhiễm bẩn từ hoạt động sản xuất của cơng ty được theo mương thu nước cĩ đặt thiết bị lược rác, nhằm giữ lại các vật thể rắn cĩ trong nước thải, tránh các sự cố về máy bơm (nghẹt bơm, gãy cánh bơm…) sau đĩ tự chảy vào bể tách dầu mỡ đồng thời kết hợp lắng cát, phần dầu mỡ phát sinh từ khu vực sản xuất cũng được tách tại đây nhờ các vách hướng dịng theo hình Zíc zắt (được vớt định kỳ bằng phương pháp thủ cơng). Bể tách dầu mỡ cĩ 3 ngăn: Ngăn thu cặn, ngăn thu mỡ và ngăn thu nước sạch. Dầu mỡđược giữ tại vạch hướng dịng , các vật thể rắn bị giữ lại tại song chắn rác được lấy định kỳ để giao cho đơn vị cĩ chức năng đổ bỏ.

Nước thải được tập trung tại bể điều hịa. Trong bể điều hịa cĩ hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hồ tan và san đều nồng độ chất bẩn trong tồn thể tích bể và khơng cho cặn lắng trong bể, pha lỗng nồng độ các chất độc hại và điều tiết lưu lượng nước thải vào trạm xử lý một cách ổn định cho các cơng trình đơn vị phía sau. Sau đĩ nước thải được bơm vào bể UASB theo hướng từ dưới lên nhằm xáo trộn dịng nước để vi sinh vật kỵ khí trong bể tiếp xúc nhiều với dịng nước và loại bỏ chất hữu cơ cĩ trong nước thải. Cơ chế của quá trình xử lý kỵ khí xảy ra như sau: Chất hữu cơ lên men ---> yếm khí CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S

Nước thải từ bể UASB sẽ chảy trọng trường qua bể ổn định, bùn trong bể UASB sẽ được lấy ra theo định kỳ. Nước thải tiếp tục được bơm vào bể SBR, bùn lắng được bơm ra sân phơi bùn.

Hệ thống xử lý sinh học từng mẻ bao gồm đưa nước thải vào bể phản ứng và tạo các điều kiện cần thiết như mơi trường thiếu khí (khơng cĩ oxy, chỉ cĩ NO3- ), kị khí (khơng cĩ oxy), hiếu khí (cĩ oxi, NO3-) để cho vi sinh tăng sinh khối, hấp thụ và tiêu hĩa các chất thải hữu cơ trong nước thải.

Chất thải hữu cơ (C, N, P) từ dạng hịa tan sẽ chuyển hĩa vào sinh khối vi sinh và khi lớp sinh khối vi sinh này lắng kết xuống sẽ cịn lại nước trong đã tách chất ơ nhiễm, chu kỳ xử lý trên lại tiếp tục cho một mẻ nước thải mới.

Quá trình hoạt động của bể được chia làm 4 giai đoạn chính tạo nên một chu kỳ của bể sinh học từng mẻ

a. Giai đoạn làm đầy

b. Giai đoạn phản ứng oxy hĩa sinh hĩa c. Giai đoạn lắng

d. Dẫn nước sau xử lý ra, lấy bớt bùn và để lại 25%

Đây là quá trình tổng hợp cĩ hiệu quả kết hợp khử BOD cacbon và các chất hữu cơ hịa tan N, P. Trong quá trình khử N cĩ thể tăng cường nguồn cacbon bên ngồi bằng Metanol ở giai đoạn 4. Tuy nhiên với thành phần và tính chất nước thải chế biến thủy sản giàu cacbon hữu cơ và chất dinh dưỡng trong quá trình oxy hĩa nên khơng cần sử dụng thêm hĩa chất phụ trợ

Các quá trình sinh học trên diễn ra trong bể với sự tham gia của các vi sinh vật trong quá trình oxy hĩa chất hữu cơ, đặc biệt là cĩ sự tham gia của hai chủng loại Nitrosomonas và Nitrobacter trong quá trình nitrat hĩa và khử nitrat kết hợp.

Phương án 2:

Nước thải nhiễm bẩn từ hoạt động sản xuất của cơng ty được theo mương thu nước cĩ đặt thiết bị lược rác, nhằm giữ lại các vật thể rắn cĩ trong nước thải, tránh các sự cố về máy bơm (nghẹt bơm, gãy cánh bơm…) sau đĩ tự chảy vào bể tách dầu mỡ đồng thời kết hợp lắng cát, phần dầu mỡ phát sinh từ khu vực sản xuất cũng được tách tại đây nhờ các vách hướng dịng theo hình Zíc zắt (được vớt định kỳ bằng phương pháp thủ cơng). Bể tách dầu mỡ cĩ 3 ngăn: Ngăn thu cặn, ngăn thu mỡ và ngăn thu nước sạch. Dầu mỡđược giữ tại vạch hướng dịng , các vật thể

rắn bị giữ lại tại song chắn rác được lấy định kỳ để giao cho đơn vị cĩ chức năng đổ bỏ.

Nước thải được tập trung tại bểđiều hịa. Trong bểđiều hịa cĩ hệ thống sục khí để hạn chế vi sinh kị khí phát triển, điều hồ nồng độ các chất độc hại và điều tiết lưu lượng nước thải vào trạm xử lý một cách ổn định cho các cơng trình đơn vị phía sau. Sau đĩ nước thải được bơm vào bể UASB theo hướng từ dưới lên nhằm xáo trộn dịng nước để vi sinh vật kỵ khí trong bể tiếp xúc nhiều với dịng nước và loại bỏ chất hữu cơ cĩ trong nước thải. Cơ chế của quá trình xử lý kỵ khí xảy ra như sau: Chất hữu cơ lên men ---> yếm khí CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S

Nước thải sau khi qua bể UASB sẽ tự chảy vào cụm bể anoxic và bể aerotank. Bể anoxic kết hợp aerotank được lựa chọn để xử lý tổng hợp: khử BOD, nitrat hĩa, 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 đĩ khơng phải cấp thêm lượng cacbon từ ngồi vào khi cần khử NO3-, tiết kiệm được 50% lượng oxy khi nitrat hĩa khử NH4+ do tận dụng được lượng oxy từ quá trình khử NO3-.

Nước sau cụm bể anoxic - aerotank tự chảy vào bể lắng II. Nước được phân phối vào ống trung tâm của bể lắng và được hướng dịng từ trên xuống. Các bơng cặn vi sinh sẽ va chạm, tăng kích thước và khối lượng trong quá trình chuyển động trong ống tung tâm. Bùn lắng xuống đáy bể. Một phần bùn được tuần hồn lại bể Aerotank, một phần được đưa đến bể nén bùn. Nước trong chảy tràn qua máng răng cưa của bể lắng và tự chảy vào bể khử trùng rồi thải ra nguồn tiếp nhận. Phần nước từ bể nén bùn được tuần hồ về bểđiều hồ để xử lý

5.2.4 Lựa chọn phương án xử lý

Trên cơ sở lý thuyết và điều kiện thực tế của cơng ty thuỷ sản Thiên Quỳnh, cho thấy việc thiết kế, xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho cơng ty là vơ cùng cần thiết. Việc tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải được căn cứ trên các yếu tố kinh tế (khả năng tài chính của chủ đầu tư), các yếu tố kỹ thuật (cơng nghệ xử lý, hiệu quả xử lý) đồng thời phải đáp ứng được các quy định, các tiêu chuẩn mơi trường hiện tại của Việt Nam.

Trên cơ sở lý thuyết và điều kiện thực tế của dự án, luận văn này đề xuất 2 phương án khả thi là:

Phương án 1: Phương pháp xử lý sơ bộ kết hợp và quá trình xử lý hiếu khí hoạt động gián đoạn (bể SBR).

Phương án 2: Phương pháp xử lý sơ bộ kết hợp và quá trình Aerotank hoạt động liên tục.

Cĩ thể xem xét sự so sánh giữa bể Aerotank và bể SBR dưới đây: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

 Điểm giống nhau

Bể Aerotank và bể SBR đểu là cơng trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí, nguyên tắc hoạt động dựa trên sự sinh trưởng của vi sinh vật trong bùn hoạt tính.  Điểm khác nhau Bảng 5.1: So sánh ưu, nhược điểm của bể Aerotank và SBR Bể Aerotank Bể SBR Yêu cầu: Cấp khí liên tục Tỷ lệ BOD/COD > 0,5 BOD:N:P = 100:5:1 + Ưu điểm: - Khả năng xử lý nước thải cĩ tỷ lệ BOD/COD cao + Ưu điểm: - Khơng cần xây dựng bể lắng 1, lắng 2, aerotank hay thậm chí là bểđiều hồ. - Chế độ hoạt động cĩ thể thay đổi theo nước đầu vào nên rất linh động.

- Giảm được chi phí do giảm thiểu nhiều loại thiết bị so với quy trình cổ điển.

- Hiệu quả xử lý cao (từ 90 – 95%) - Thích hợp với nguồn thải cĩ lưu lượng lớn

- Dễ xây dựng và vận hành

- Khi cĩ thêm ngăn Anoxic và trong bể Aeroten thời gian sục khí đủ dài để thực hiện quá trình Nitrat hĩa thì hiệu quả xử lý Nitơ khá cao + Nhược điểm: - Rất tốn diện tích - Tốn năng lượng do phải sử dụng bơm để tuần hồn bùn và bơm cấp khí nén + Nhượcđiểm: - Kiểm sốt quá trình rất khĩ, địi hỏi hệ thống quan trắc các chỉ tiêu tinh vi, hiện đại.

- Do cĩ nhiều phương tiện điều khiển hiện đại nên việc bảo trì bảo dưỡng trở nên rất khĩ khăn. - Cĩ khả năng nước đầu ra ở giai đoạn xả ra cuốn theo các bùn khĩ lắng, váng nổi. - Do đặc điểm là khơng rút bùn ra nên hệ thống thổi khí dễ bị nghẹt bùn.

- Nếu các cơng trình phía sau chịu sốc tải thấp thì phải cĩ bểđiều hồ phụ trợ. - Hiệu quả loại bỏ nitơ ở bể SBR sẽ khơng cao như bể Aerotank cĩ thêm ngăn Anoxic

Qua phân tích nhưng ưu điểm và nhượt điểm của 2 bể nêu trên thì phương án 2 được lựa chọn với lý do thoả mãn được các yêu cầu về kỹ thuật, kinh tế, mơi trường, cụ thể như sau:

Khía cạnh kỹ thuật