A. Thơng tin chung về nhà máy
Sản phẩm: (1) Sản phẩm từ cá basa, cá tra: cá basa nguyên con, cá basa cắt khoanh, filê cá basa và cá tra, đầu cá basa; (2) Sản phẩm giá trị gia tăng: ốc bươu nhồi basa, basa cắt sợi tẩm bột, basa cuộn lá chanh, basa cuộn rau cải, basa kho tộ, basa muối sả ớt, chạo basa, chả basa thì là, chả đùm basa, …
Cơng suất của nhà máy: 70 tấn nguyên liệu/ngày
Nguyên liệu: Cá basa và cá tra
Nước thải phát sinh:11,4 m3
/tấn sản phẩm (800 m3/ngày)
B. Tổng quan về hệ thống xử lý nước thải
Thời gian xây dựng: năm 2005 (Năm 2008, cải tạonâng cấp từ hệ thống cũ cĩ cơng suất 500 m3/ngày đêm lên 1.200 m3/ngày đêm)
Thời gian vận hành: tháng 7 năm 2009 (Cơng ty CBTS 02 đã đưa vào sử dụng hệ thống xử lý nước thải mới được nâng cấp từ hệ thống cũ)
Thành phần nước thải theo thiết kế
Bảng 2.8 Đặc tính nước thải đầu vào theo thiết kế của Cơng ty CBTS 02
Chỉ tiêu Đơn vị Nồng độ đầu vào Hiệu quả xử lý (%) TCVN 5945:2005 Cột A pH - 6,6 - 6-9 SS mg/L 700 93 50 COD mgO2/L 1.634 97 50 BOD5 mgO2/L 1.250 98 30 Ntổng mg/L 119 87 15 Ptổng mg/L 104 96 4
Ghi chú: “-”: khơng cĩ giá trị; Nguồn: Cơng ty CBTS 02(2009)
Cơng nghệ xử lý nước thải
Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải xử lý nước thải của cơng ty CBTS 02 được trình bày trong Hình 2.10.
Ghi chú: Đường nước Đường bùn Đường khí Đường hóa chất THB Bể trộn bùn Bể tuyển nổi siêu nông Bồn tạo áp Phèn nhôm- Polymer Nước thải Bể tách dầu và mỡ SCRT SCRM
Hố thu gom Bể điều hòa
Bể keo tụ Bể lắng Nước thải đầu ra NaOCL Bể trung gian Bể lọc áp lực Bể tiếp xúc Máy nén khí MTK Polymer Bể nén bùn Máy ép bùn Bùn đã tách nước Bể sinh học hiếu khí (BHTLL) Bể anoxic Bể sinh học hiếu khí (BHTDB) MTK
Thuyết minh cơng nghệ
Nước thải được dẫn vào mương tách mỡ cĩ đặt thiết bị lược rác thơ, nhằm giữ lại các chất thải rắn cĩ trong nước thải như xương, da, cá vụn. Các chất thải rắn bị giữ lại tại thiết bị lược rác được lấy định kỳ để tái sử dụng (bán cho các nhà máy chế biến bột cá) hoặc đổ bỏ.
Sau đĩ, nước thải tự chảy vào bể tiếp nhận. Từ đây nước thải được bơm chìm bơm lên thiết bị lược rác tinh để tách các chất thải rắn cĩ kích thước nhỏ trước khi tự chảy xuống bể điều hồ. Bể điều hịa cĩ nhiệm vụ điều hịa lưu lượng và nồng độ các chất ơ nhiễm trong nước thải trước khi đưa vào các cơng trình đơn vị phía sau. Thiết bị thổi khí cấp khí vào bể nhằm xáo trộn để tránh hiện tượng phân huỷ kỵ khí và giải phĩng một lượng chlorine dư phát sinh từ cơng tác vệ sinh nhà xưởng.
Nước thải từ bể điều hồ được bơm lên bể keo tụ, đồng thời tiến hành châm phèn nhơm và polymer nhằm thực hiện quá trình keo tụ/tạo bơng. Sau đĩ nước thải tự chảy qua hệ thống tuyển nổi siêu nơng, tại đây hỗn hợp khí và nước thải được hịa trộn tạo thành các bọt khí mịn dưới áp suất khí quyển, các bọt khí tách ra khỏi nước đồng thời kéo theo các váng dầu nổi và một số cặn lơ lửng. Lượng dầu mỡ được tách khỏi nước thải nhờ thiết bị gạt tự động được dẫn về bồn chứa váng nổi để xử lý như chất thải rắn hoặc làm thức ăn gia súc. Bể tuyển nổi siêu nơng kết hợp quá trình tuyển nổi và keo tụ đạt hiệu quả loại bỏ SS và dầu mỡ rất cao (cĩ thể đạt > 90%), hiệu quả loại bỏ photpho của tồn hệ thống cũng được cải thiện nhờ cơng trình này.
Tiếp theo, nước thải được dẫn qua cơng trình xử lý sinh học tiếp theo là bể thiếu khí. Trong mơi trường thiếu khí, nitrate trong nước thải được chuyển hĩa thành nitơ tự do, tuy nhiên nước thải thủy sản đầu vào cĩ nồng độ nitrate rất thấp. Ngồi ra, trong mơi trường thiếu khí vi sinh vật cĩ khả năng hấp phụ photpho cao hơn mức bình thường do photpho lúc này khơng những chỉ cần cho việc tổng hợp, duy trì tế bào và vận chuyển năng lượng mà cịn được vi khuẩn dự trữ trong tế bào để sử dụng ở các giai đoạn hoạt động tiếp theo. Từ bể thiếu khí, nước thải được dẫn sang bể bùn hoạt tính hiếu khí lơ lửng. Đây là cơng trình trình chính để xử lý các chất hữu cơ một cách triệt để. Oxy được cung cấp liên tục cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động. Trong điều kiện thổi khí liên tục này, quần thể vi sinh vật hiếu khí tồn tại ở trạng thái lơ lửng (bùn hoạt tính) phân hủy các hợp chất hữu cơ cĩ trong nước thải thành các hợp chất vơ cơ đơn giản như CO2 và nước.
Sau khi qua bể bùn hoạt tính, nước thải được dẫn sang cơng trình xử lý sinh học thứ 3 là bể sinh học hiếu khí (bùn hoạt tính dính bám). Bể này cĩ chức năng xử lý hồn thiện các hợp chất nitơ, photpho cịn lại trong nước thải. Trong bể được lắp đặt vật liệu lọc bằng nhựa PVC đặt ngập trong nước, lớp vật liệu này cĩ độ rỗng và diện tích tiếp xúc lớn giữ vai trị làm giá thể cho vi sinh vật dính bám. Nước thải được phân phối từ dưới lên tiếp xúc với màng vi sinh vật, tại đây các hợp chất hữu cơ, nitơ (quá trình khử nitrate) được loại
bỏ bởi lớp màng vi sinh vật này. Sau một thời gian, chiều dày lớp màng vi sinh vật dày lên ngăn cản oxy của khơng khí khơng khuếch tán vào các lớp bên trong. Do khơng cĩ oxy, vi khuẩn yếm khí phát triển tạo ra sản phẩm phân hủy yếm khí cuối cùng là CH4 và CO2 làm trĩc lớp màng ra khỏi vật cứng rồi bị nước cuốn trơi. Trên bề mặt vật liệu lại hình thành lớp màng mới, hiện tượng này được lặp đi lặp lại tuần hồn và nước thải được khử BOD5 và các chất dinh dưỡng triệt để.
Nước thải sau khi ra khỏi bể bùn hoạt tính dính bám chảy tràn qua bể lắng. Tại đây, xảy ra quá trình lắng tách pha và giữ lại phần bùn (vi sinh vật). Bùn sau khi lắng được bơm tuần hồn về bể hiếu khí nhằm duy trì nồng độ vi sinh vật trong bể. Phần bùn dư được bơm về bể chứa bùn sau đĩ được tách nước bằng máy ép bùn. Trong quá trình tách nước, polymer được bổ sung tạo điều kiện cho quá trình tách nước của bùn được thực hiện dễ dàng hơn. Phần nước trong sau khi qua bể lắng theo máng tràn tự chảy xuống bể trung gian. Nước thải từ bể trung gian được bơm cao áp bơm lên bể lọc áp lực nhằm loại bỏ triệt để phần cặn lơ lửng cịn lại trong nước thải. Sau đĩ, nước thải được dẫn vào bể khử trùng để loại bỏ vi sinh vật gây bệnh trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. Nước thải sau khi được xử lý bởi hệ thống đạt QCVN 11:2008, Cột A và được xả ra mơi trường hay tái sử dụng.
Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống xử lý nước thải: Ưu điểm:
Đặc điểm của nước thải chế biến thủy sản với nồng độ SS, COD, BOD5 và dầu mỡ cao, do đĩ phương pháp xử lý nước thải của Cơng ty CBTS 02 kết hợp các quá trình xử lý cơ học, hĩa lý và sinh học là hồn tồn hợp lý. Trong đĩ, cơng trình chính là cụm bể thiếu khí - bể bùn hoạt tính hiếu khí –dính bám. Trong hệ thống xử lý nước thải, cơng đoạn tách dầu mỡ đĩng vai trị hết sức quan trọng. Cụm tách dầu mỡ của hệ thống bao gồm mương tách dầu mỡ và bể tuyển nổi siêu nơng với áp lực khí hịa tan kết hợp keo tụ. Bể tuyển nổi siêu nơng là điểm mới của hệ thống xử lý với chiều cao mực nước của bể tuyển nổi chỉ 1,1 m. Hiệu suất của bể tuyển nổi siêu nơng cao hơn bể tuyển nổi khí hịa tan thơng thường. Với cơng nghệ này, hệ thống xử lý nước thải của Cơng ty CBTS 02 cĩ những ưu điểm nổi bật sau đây:
- Cơng nghệ được thiết kế đảm bảo đạt quy chuẩn/tiêu chuẩn xả thải nguồn loại A. Nước sau xử lý được sử dụng để tưới cây.
- Hiệu quả xử lý cao đối với các chỉ tiêu quan trọng của nước thải thủy sản, trong đĩ hiệu quả xử lý SS > 98%, BOD5 từ 96-98%, hiệu quả xử lý dầu mỡ gần như 100%, nitơ từ 47-70% và photpho từ 76-94%.
- Chi phí vận hành thấp 2.500 VNĐ/m3 nước thải so với các cơng nghệ xử lý nước thải tương đương (về hiệu quả và quy định xả thải).
- Chi phí đầu tư xây dựng và lắp đặt thiết bị vừa phải: 5.000.000 VNĐ/m3 nước thải.
- Diện tích đất xây dựng khá thấp (0,38 m2/m3 nước thải).
Nhược điểm
Bên cạnh những ưu điểm về hiệu quả xử lý, chi phí đầu tư xây dựng - lắp đặt thiết bị, chi phí vận hành và mức độ sử dụng đất, hệ thống xử lý nước thải của Cơng ty CBTS 02 vẫn cĩ một số nhược điểm sau:
- Bể thiếu khí được đặt trước bể bùn hoạt tính hiếu khí lơ lửng nhưng khơng cĩ dịng tuần hồn nước từ bể hiếu khí về bể thiếu khí nên hiệu quả xử lý nitơ của bể thiếu khí rất thấp.
- Do nước thành phần nước thải dao động rất lớn nên bể điều hịa cĩ thời gian lưu nước 6 giờ là khá thấp, do đĩ làm giảm khả năng điều hịa nồng độ nước thải. Đồng thời trong trường hợp các cơng trình xử lý gặp sự cố cần phải dừng hoạt động thì với thời gian lưu nước, bể điều hịa khĩ cĩ thể đáp ứng được nhu cầu lưu nước thải của nhà máy trong một ngày hoạt động bình thường.
- Bể lọc áp lực được thiết kế dự phịng trong trường hợp bể lắng làm việc khơng hiệu quả. Tuy nhiên rất khĩ nhận biết khi nào bể lắng làm việc khơng hiệu quả.
- Về mặt vận hành, hệ thống được quản lý và vận hành (kiêm nhiệm) bởi cán bộ kỹ thuật của cơng ty. Tuy nhiên, vì thiếu chuyên mơn về cơng nghệ xử lý nước thải nên trong cơng tác vận hành vẫn cịn hạn chế, đặc biệt là theo dõi và khắc phục các sự cố vi sinh.
- Nhà máy khơng cĩ phịng thí nghiệm phân tích các chỉ tiêu nước thải. Tần suất quan trắc hệ thống là 2 năm/lần, đảm bảo tuân thủ quy định về mơi trường, tuy nhiên tần suất như vậy là là quá ít để theo dõi sự ổn định của hệ thống.
Giải pháp nâng cao hiệu quả cơng trình xử lý nước thải của Cơng ty CBTS 02
Dựa vào kết quả đánh giá cơng nghệ xử lý nước thải thủy sản tại nhà máy CBTS 02, cơng nghệ xử lý nước thải được đề xuất một số thay đổi dưới đây:
- Cụm xử lý sinh học vẫn sử dụng kết hợp quá trình bùn hoạt tính hiếu khí và quá trình thiếu khí. Việc cải tạo cụm xử lý sinh học cĩ thể được thực hiện theo hướng thay đổi chức năng của bể thiếu khí thành bể bùn hoạt tính hiếu khí. Như vậy hệ thống sẽ sử dụng quá trình bùn hoạt tính hiếu khí 2 bậc với tổng thời gian lưu nước gần 12 giờ, và được tiếp nối bởi bể bùn hoạt tính dính bám (thực hiện quá trình khử nitrate).
- Ngồi ra, nhà máy cần cho các cán bộ vận hành tham gia các khố đào tạo về vận hành hệ thống xử lý nước thải hoặc tuyển cán bộ đảm nhiệm cơng tác quản lý hệ thống xử lý nước thải cĩ chuyên mơn về mơi trường.
Đặc tính kỹ thuật của hệ thống xử lý
Bảng 2.9 Thơng số thiết kế các cơng trình đơn vị của hệ thống xử lý nước thải
Cơng trình đơn vị Kích thước (DxRxH) (m) Thể tích (m3) SL Tlưu (phút) Mương tách dầu và mỡ 2,0 x 1,0 x 1,0 2 01 2 Hố thu gom 2,5 x 2,0 x 1,6 8 01 9,6 Bể điều hịa 11,2 x 6,5 x 4,1 299 01 360 Bể keo tụ 1,5 x 1,0 x 2,4 4 01 4,3
Bể tuyển nổi siêu nơng 3,8 x 2,5 11 01 14
Bể thiếu khí 6,5 x 5,4 x 4,0 140 01 169 Bể bùn hoạt tính hiếu khí 16,8 x 6,5 x 4,1 448 01 537 Bể bùn hoạt tính hiếu khí dính bám 6,5 x 6,5 x 4,0 169 01 203 Bể lắng sinh học 10,0 x 4,0 314 01 203 Bể trung gian 2,9 x 1,.9 x 2,7 15 01 18 Bể lọc áp lực 3,0 x 2,0; vlọc=10m/h 14 01 18 Bể tiếp xúc 6,5 x 2,0 x 4,5 59 01 70 Bể nén bùn 6,5 x 2,0 x 4,5 59 01 - Nhà đặt máy ép bùn 10,0 x 2,5 x 2,8 - 01 - Nhà điều hành 10,8 x 3,0 x 4,0 - 01 -
Tổng thời gian xử lý của tồn quy trình: 30 giờ Tổng diện tích sử dụng: 450 m2
Ghi chú: Các cơng trình đơn vị đều được xây dựng bằng bê tơng cốt thép, bể lọc áp lực được cấu tạo bằng thép, nhà điều hành được xây dựng bằng gạch, nhà đặt máy ép bùn cĩ mái che bằng tơn
Bảng 2.10 Thơng số kỹ thuật của các thiết bị sử dụng cho hệ thống xử lý nước thải Cơng ty CBTS 02
Tên thiết bị SL Thơng số kỹ thuật Xuất xứ Năm sản xuất Hố thu gom Máy tách rác thơ 01 VN 2006
Bơm nước thải chìm 02 Q = 60 m3/h; H = 7 m G8/EU 2006
Thiết bị lọc rác tinh 01 Q = 50 - 60 m
3/h;
Khe hở: 2 mm VN 2006
Bể điều hịa
Máy thổi khí bể điều hịa 02 Q = 2,3 m
3/phút;
H = 4,5 m G8/EU 2006
Hệ thống đĩa phân phối khí 01 D = 120 mm Mỹ 2006
Bơm nước thải chìm 02 Q = 50 m3/h; H = 8 m G8/EU 2006
Bể keo tụ Thiết bị trộn tĩnh 01 Q = 50 m3/h VN 2006 Motor khuấy 01 ĐL 2006 Cánh khuấy VN 2006 Bể tuyển nổi Máy nén khí 01 ĐL 2006 Bồn tạo áp 01 DxL=1.000x1.600 mm VN 2006 Thiết bị gạt dầu tự động 01 VN 2006
Bơm tuần hồn tạo áp 02 Q = 30 m3/h; H = 40 m G8/EU 2006
Bể Unoxic
Máy khuấy trộn chìm 01 H (sâu) = 4 m G8/EU 2006
Bể sinh học hiếu khí (BHTLL - BHTDB)
Máy thổi khí 03 Q = 9,12 m
3
/phút;
H = 4,5 m G8/EU 2006
Hệ thống đĩa phân phối khí 01 D = 270 mm Mỹ 2006
Hệ thống vật liệu dính bám 01 Nhựa PVC VN 2006
Bể lắng bùn sinh học
Máy gạt bùn bể lắng 01 KT khung gạt: 10 m G8/EU
VN 2006
Máng răng cưa 01 SUS304 VN 2006
Ống lắng trung tâm 01 RxH=1.500x1.600 mm VN 2006
Bơm tuần hồn 02 Q = 30 m3/h; H = 7 m G8/EU 2006
Bể lọc áp lực
Bơm cao áp 02 Q = 50 m3/h; H = 40 m G8/EU 2006
Bể nén bùn
Bơm bùn 01 Q = 5 m3/h; H = 8 m G8/EU 2006
Máy ép bùn 01 Q = 4 m3/h ĐL 2006
Hệ thống pha hĩa chất
Bồn chứa hĩa chất 03 V = 1000 L VN 2006
Bơm định lượng 03 Q = 200 lít/phút G8/EU 2006
C. Hiện trạng và quá trình vận hành
Lưu lượng thực tế: 1.000 (m3
/ngày) - Thiết kế: 1.200 (m3/ngày) Điện năng tiêu thụ cho hệ thống xử lý thực tế: 845 (kWh/ngày)
D. Hiệu quả của quá trình xử lý
Kết quả phân tích thực tế từ 3 lần lấy mẫu của hệ thống xử lý được trình bày trong Bảng 2.11.
Bảng 2.11 Thành phần nước thải đầu vào, đầu ra và hiệu quả của hệ thống xử lý nước thải của Cơng ty CBTS 02
Chỉ tiêu Đơn vị Nồng độ đầu vào Nồng độ đầu ra Hiệu quả xử lý (%) QCVN 11:2008 Cột A pH - 7,1-7,1 7,6-7,7 - 6-9 SS mg/L 456-494 4-8 98-99 - COD mgO2/L 1.600-1.775 20-32 98-99 50 BOD5 mgO2/L 1.491-1.728 11-30 98-99 30 Amoni mg/L 24,7-35,9 8-25 28-48 10 Clo dư mg/L KPH-0,01 KPH-0,07 - 1 Ptổng mg/L 27,5-52,3 3-10 64-94 - Coliform* MPN/ 100mL 1,5 x 106 - 2,4 x 106 360-2.600 100 3.000
Ghi chú: “-”: khơng cĩ giá trị; “*” QCVN 24:2009, cột A. Nguồn: Cơng ty CBTS 02 (2009).