tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải thủy sản công ty tnhh lộc khang công suất 120m3 ngày.đêm

Ph ươ ng pháp hó ý: Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý là áp dụng các quá trình vật lý và hoá học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động vớ

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU v

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vi

MỞ ĐẦU 1

1.Tính cấp thiết của đề tài 1

2.Mục đích nghiên cứu 2

3.Nội dung nghiên cứu 2

4.Phương pháp nghiên cứu 2

5.Các bước thực hiện đồ án 3

CH ƯƠ NG 1.T Ổ NG QUAN V Ề N ƯỚ C TH Ả I THU Ỷ S Ả N 4 N 1.1.Tổn quan về nước hải hủy sản 4 n 1.1.1 Các ch ấ t h ữ u c ơ 4 ơ 1.1.2.Ch ấ t r ắ n ơ ử n g 4

1.1.3 Ch ất din dưỡn (N, P) ) 5

1.1.4 Vi sin v ậ t 5 t 1.2.Tổn quan về côn n hệ xử ý nước hải: 5

1.2.1 Ph ươn p á cơ học c 5

1.2.1.1 Song chắn rác 6

1.2.1.2 B ể ắ n cát t 6

1.2.1.3.B ể ắ n g 6

1.2.1.4 Bể lọc 9

1.1.2 Ph ươ n p á h a ý: : 10

1.2.2.1 Ph ươ n p á k o ụ và đ ô g ụ 10 ụ 1.2.2.2 Tuy ể n n ổ i 12 i 1.2.2.3 H ấ p p ụ 12 ụ 1.2.2.4 Ph ươ n p á ra đ i o n 13

1.2.2.5 Các q á rìn ách b ằ n mà g 14 g 1.2.2.6 Ph ươ n p á đ i ệ n h á 14 á 1.2.2.7 Ph ươ n p á rích y 15 y 1.2.3 Ph ươ n p á h a h ọ c: : 15

1.2.3.1 Phươn p á ru g h a: : 16

1.2.3.2 Ph ươ n p á ox h á kh ử 16 ử 1.2.3.3 Kh ử rù g n ư c h ả i 16 i 1.2.4 Ph ươ n p á sin h ọ c: : 17

1.2.4.1 X ử n ướ c h ả i b ằ n p ươ n p á sin h ọ c ro g đ i ề u ki ệ n ự n iên n 18

1.2.4.2 X ử ý n ướ c h ả i b ằ n p ươ n p á sin h ọ c ro g đ i ề u ki ệ n n â ạ o 21 o 1.2.4.2.Qu rìn x ử ý sin h ọ c k ỵ khí - B ể UASB B 22

CHƯƠNG 2:TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TNHH LỘC KHANG 30

2.1 Sơ lược về tình hình hoạt động của cơ sở 30

2.1.1 Thông tin chung 30

2.1.2.Tóm tắt quá trình và hiện trạng hoạt động của cơ sở 30

2.1.2.1.Sơ lược về tình hình hoạt động 30

2.1.2.2.Quy trình chế biến 30

2.2 Tình trạng nước thải của công ty 32

2.2.1.Nguồn phát sinh 32

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN CÔNG TY

TNHH LỘC KHANG – VŨNG TÀU 36

3.1 Các thông số tính toán thiết kế 36

3.2.1 Song chắn rác 42

3.2.1.1 Chức năng 42

3.2.1.2 Vật liệu 42

3.2.1.3 Tính toán 42

3.2.2 Hầm tiếp nhận 46

3.2.2.1 Chức năng 46

3.2.2.2 Vật liệu 46

3.2.2.3 Tính toán 46

3.2.3 Bể điều hoà 47

3.2.3.1 Chức năng 47

3.2.3.2 Vật liệu 48

3.2.3.3 Tính toán 48

3.2.4 Tính toán bể UASB 51

3.2.5 Bể chứa trung gian 59

3.2.5.1.Chức năng 59

3.2.5 2 Vật liệu 59

3.2.5.3 Tính toán 59

3.2.6 Tính toán bể Aerotank 60

3.2.7 Bể lắng II 70

3.2.7.1.Chức năng 70

3.2.7.2 Vật liệu 70

3.2.7.3 Tính toán 70

3.2.8 Bể khử trùng 75

3.2.8.1 Chức năng 75

3.2.8.2.Vật liệu 76

3.2.8.3 Tính toán 76

3.2.9 Bể chứa bùn 78

3.2.9.1 Chức năng 78

3.2.9.2.Vật liệu 78

3.2.9.2 Tính toán 78

3.2.10.Tính toán hóa chất 79

3.3 Tính toán các công trình đơn vị phương án 2 80

3.3.1.Hệ bể keo tụ tạo bông 80

3.3.2 Bể lắng I 88

3.3.3 Tính toán bể Aerotank 93

3.3.4 Bể lắng II 102

3.3.5 Bể chứa bùn 107

CHƯƠNG 4: KHAI TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI 109

4.1.Tính toán giá trị kinh tế phương án 1 109

4.1.1 Phần xây dựng 109

4.1.2 Phần thiết bị: 109

CHƯƠNG 5 QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI 114

5.1 Giai đoạn khởi động 114

5.1.1 Bể UASB 114

5.1.1.1 Chuẩn bị bùn 114

5.1.1.2 Kiểm tra bùn 115

5.1.1.3 Vận hành 115

5.1.2 Bể Aerotank 116

5.1.2.1 Chuẩn bị bùn 116

5.1.2 2.Kiểm tra bùn 116

5.1.2.3.Vận hành 116

5.2 Nguyên nhân và biện pháp khắc phục sự cố trong vận hành hệ thống xử lý 117

5.3 Tổ chức quản lý và kỹ thuật an toàn 118

5.3.1 Tổ chức quản lý 118

5.3.2.Kỹ thuật an toàn 119

5.3.3.Bảo trì 119

5.3.3.1 Hệ thống đường ống 119

5.3.3.2 Các thiết bị 119

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 121

6.1.Kết luận 121

6.2 Kiến nghị 121

TÀI LIỆU THAM KHẢO 123

PHỤ LỤC 1

BOD Nhu cầu oxi sinh hoá (hay sinh học)

BTNMT Bộ Tài Nguyên Môi Trường

HTXLNT Hệ thống xử lý nước thải

MLVSS Sinh khối bay hơi hỗn hợp

PCCC Phòng cháy chữa cháy

STT BẢNG

1 Bảng 2.1 Thông số nước thải đầu vào của Cty TNHH Lộc Khang

2 Bảng 3.1 Thông số nước thải đầu vào của Cty TNHH Lộc Khang

3 Bảng 3.2 So sánh Phương án 1 và Phương án 2

4 Bảng 3.3 Thông số thiết kế song chắn rác

5 Bảng 3.4 Thông số thiết kế hầm tiếp nhận

6 Bảng 3.5 Thông số thiết kế Bể điều hòa

7 Bảng 3.6 Thông số thiết kế Bể UASB

8 Bảng 3.7 Thông số thiết kế Bể chứa trung gian

9 Bảng 3.8 Thông số thiết kế Bể Aerotank

7 Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ phương án 1

8 Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ phương án 2

M Ở ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài

Môi trường và các vấn đề về môi trường là đề tài được hầu hết các nước trên thế giới quan tâm bởi vì môi trường và con người có mối quan hệ tác động qua lại với nhau Môi trường ảnh hưởng và chi phối một cách trực tiếp đến đời sống con người và ngược lại con người cũng tác động không nhỏ đến môi trường

Trong những năm gần đây, vấn đề môi trường lại càng được quan tâm sâu sắc bởi những ảnh hưởng của nó đến đời sống con người đang chuyển biến theo chiều hướng xấu đi mà một trong những nguyên nhân chính là do các hoạt động của con người

Ở nước ta, trong giai đoạn công nghiệp hóa, ô nhiễm môi trường do sản xuất công nghiệp đang ở mức báo động Đa số ở các nhà máy, xí nghiệp có công nghệ sản xuất, trang thiết bị lạc hậu, không đồng đều dẫn đến sự lãng phí năng lượng và nguyên vật liệu, đồng thời thải ra nhiều phế liệu gây ô nhiễm đất, nước, không khí, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng Thêm vào đó sự phân bố các khu vực sản xuất không hợp lý, nhà máy, xí nghiệp nằm xen lẫn với khu dân cư, bệnh viện, trường học, … gây khó khăn cho việc quản lý, giám sát và nhân hậu quả gánh chịu lên nhiều lần

Cùng với các công tác khác sẽ được tiến hành thì nhiệm vụ cấp bách trước mắt của công tác quản lý và bảo vệ môi trường ở nước ta là giải quyết và khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường do các hoạt động sản xuất công nghiệp gây ra Trong đó giải quyết vấn đề ô nhiễm nước thải là rất quan trọng, cần phải được nghiên cứu đầu

tư một cách nghiêm túc để đưa ra các biện pháp xử lý nước thải phù hợp với điều kiện kinh tế và có hiệu quả cao

Đồ án này, trong phạm vi yêu cầu,”Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước

thải thủy sản – Công ty TNHH LỘC KHANG – VŨNG TÀU, giúp cho nhà máy có

thể tự xử lý được nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận nhằm thực hiện tốt quy định về bảo vệ môi trường của nhà nước, đồng thời cũng đảm bảo sự phát triển ổn định của nhà máy

lý

- Thiết kế hệ thống xử lý cho xí nghiệp dựa trên các thông số động học nước thải chung của nhà máy và quy trình công nghệ đã đề xuất

3.Nội dung nghiên cứu

Giới thiệu nghành công nghiệp chế biến thủy hải sản ở nước ta và tổng quan các công nghệ chế biến thủy hải sản Hiện trạng ô nhiễm môi trường trong các nhà máy chế biến thủy hải sản và các phương án giảm thiểu ô nhiễm trong công nghiệp chế biến thủy hải sản Giới thiệu Nhà máy chế biến thủy hải sản – Công ty TNHH Lộc Khang – Vũng Tàu Khảo sát các quy trình công nghệ chế biến thủy hải sản và vấn đề ô nhiễm môi trường ở nhà máy Tìm hiểu một số công nghệ xử lý nước thải

ở các nhà máy chế biến thủy hải sản hiện có

Đề xuất công nghệ xử lý nước thải phù hợp điều kiện Công Ty:

- Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy

- Tính toán giá trị kinh tế của công trình

- Nêu các vấn đề liên quan đến vận hành, khắc phục sự cố trong trạm xử lý

nước thải

- Thực hiện các bản vẽ thiết kế

4.Phương pháp nghiên cứu

Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp , các phương pháp sau đây đã được

sử dụng :

- Phương pháp nghiên cứu tài liệu

- Phương pháp phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước thải

- Phương pháp xử lý các thông tin định tính và định lượng

- Phương pháp tối ưu hóa

- Đề ra quy trình xử lý

- Tính toán thiết kế và ước tính giá thành

- Vì luận văn thực hiện trong thời gian ngắn, nguồn tài liệu thao khảo và kiến thức bản thân còn hạn chế nên không thể tránh khỏi sai sót, mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn

CH ƯƠ NG 1.T Ổ NG QUAN V Ề N ƯỚ C TH Ả I TH U Ỷ S Ả N

1.1.T ổ ng quan v ề n ướ c t h ả i th ủ y s ả n

Nước thải trong công ty máy chế biến thuỷ sản phần lớn là nước thải trong quá trình sản xuất bao gồm nước rửa nguyên liệu, bán thành phẩm, nước sử dụng cho vệ sinh và nhà xưởng, thiết bị, dụng cụ chế biến, nước vệ sinh cho công nhân

Lượng nước thải và nguồn gây ô nhiễm chính là do nước thải trong sản xuất Nước thải chế biến thuỷ sản có hàm lượng các chất ô nhiễm cao nếu không được

xử lý sẽ gây ô nhiễm các nguồn nước mặt và nước ngầm trong khu vực

Đối với nước ngầm tầng nông, nước thải chế biến thuỷ sản có thể thấm xuống đất

và gây ô nhiễm nước ngầm Các nguồn nước ngầm nhiễm các chất hữu cơ, dinh dưỡng và vi trùng rất khó xử lý thành nước sạch cung cấp cho sinh hoạt

Đối với các nguồn nước mặt, các chất ô nhiễm có trong nước thải chế biến thuỷ sản sẽ làm suy thoái chất lượng nước, tác động xấu đến môi trường và thủy sinh vật,

cụ thể như sau:

1.1.1 Các ch ấ t h ữ u c ơ

Các chất hữu cơ chứa trong nước thải chế biến thuỷ sản chủ yếu là dễ bị phân hủy Trong nước thải chứa các chất như cacbonhydrat, protein, chất béo khi

xả vào nguồn nước sẽ làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật

sử dụng ôxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ Nồng độ oxy hòa tan dưới 50% bão hòa có khả năng gây ảnh hưởng tới sự phát triển của tôm, cá Oxy hòa tan giảm không chỉ gây suy thoái tài nguyên thủy sản mà còn làm giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước,dẫn đến giảm chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp

1.1.2.Ch ấ t r ắ n ơ ử ng

Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc có màu, nó hạn chế độ sâu tầng nước được ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của tảo,

thủy sinh đồng thời gây tác hại về mặt cảm quan (tăng độ đục nguồn nước) và gây bồi lắng lòng sông, cản trở sự lưu thông nước và tàu bè…

1.1.3 Ch ấ t dinh d ưỡ ng (N, P)

Nồng độ các chất nitơ, photpho cao gây ra hiện tượng phát triển bùng nổ các loài tảo, đến mức độ giới hạn tảo sẽ bị chết và phân hủy gây nên hiện tượng thiếu oxy Nếu nồng độ oxy giảm tới 0 gây ra hiện tượng thủy vực chết ảnh hưởng tới chất lượng nước của thủy vực Ngoài ra, các loài tảo nổi trên mặt nước tạo thành lớp màng khiến cho bên dưới không có ánh sáng Quá trình quang hợp của các thực vật tầng dưới bị ngưng trệ Tất cả các hiện tượng trên gây tác động xấu tới chất lượng nước, ảnh hưởng tới hệ thuỷ sinh, nghề nuôi trồng thuỷ sản, du lịch và cấp nước

Amonia rất độc cho tôm, cá dù ở nồng độ rất nhỏ Nồng độ làm chết tôm, cá

từ 1,2 ÷ 3 mg/l Tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi trồng thủy sản của nhiều quốc gia yêu cầu nồng độ Amonia không vượt quá 1mg/l

1.1.4 Vi sinh v ậ t

Các vi sinh vật đặc biệt vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sán trong nguồn nước là nguồn ô nhiễm đặc biệt Con người trực tiếp sử dụng nguồn nước nhiễm bẩn hay qua các nhân tố lây bệnh sẽ truyền dẫn các bệnh dịch cho người như bệnh

lỵ, thương hàn, bại liệt, nhiễm khuẩn đường tiết niệu, tiêu chảy cấp tính

1.2.T ổ ng quan v ề công ngh ệ x ử ý n ướ c t h ả i:

1.2.1 Phương pháp cơ học

Phương pháp xử lý cơ học (hay còn gọi là xử lý vật lý – xử lý bậc một) là một trong những phương pháp xử lý nước thải khá phổ biến đối với hầu hết các loại nước thải Thực chất là loại bỏ khỏi nước thải các chất phân tán thô, các chất vô cơ (cát, sạn, sỏi, …), các chất lơ lửng có thể lắng được bằng cách gạn lọc, lắng, lọc, … Những công trình xử lý cơ học bao gồm :

1.2.1.1 Song chắn rác

Song chắn rác nhằm chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn (> 5mm) hay ở dạng sợi: giấy, rau cỏ, rác … được gọi chung là rác Rác được chuyển tới máy nghiền để nghiền nhỏ, sau đó được chuyển tới bể phân huỷ cặn (bể mêtan) Đối với các tạp chất < 5 mm thường dùng lưới chắn rác Cấu tạo của thanh chắn rác gồm các thanh kim loại tiết diện hình chữ nhật, hình tròn hoặc bầu dục … Theo đặc điểm cấu tạo, song chắn rác được chia làm 2 loại di động hoặc cố định, còn nếu theo phương pháp lấy rác thì phân loại thành loại thủ công hoặc cơ giới Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60 – 90 0 theo hướng dòng chảy

Hình 1.1 Song c hắn r ác àm sạc h t hủ công

1.2.1.3.B ể ắ ng

- Bể lắng dùng để tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước Chất lơ lửng nặng hơn sẽ từ từ lắng xuống đáy, còn chất lơ lửng nhẹ hơn sẽ nổi lên mặt nước hoặc tiếp tục theo dòng nước đến

công trình xử lý tiếp theo Dùng những thiết bị thu gom và vận chuyển các chất bẩn lắng và nổi (ta gọi là cặn ) tới công trình xử lý cặn

- Dựa vào chức năng, vị trí có thể chia bể lắng thành các loại: bể lắng đợt 1 trước công trình xử lý sinh học và bể lắng đợt 2 sau công trình xử lý sinh học

- Dựa vào nguyên tắc hoạt động, người ta có thể chia ra các loại bể lắng như:

bể lắng hoạt động gián đoạn hoặc bể lắng hoạt động liên tục

- Dựa vào cấu tạo có thể chia bể lắng thành các loại như sau: bể lắng đứng, bể lắng ngang, bể lắng ly tâm, bể lắng nghiêng, bể lắng xoáy, bể lắng trong

- Số lượng cặn tách ra khỏi nước thải trong các bể lắng phụ thuộc vào nồng độ nhiễm bẩn ban đầu, đặc tính riêng của cặn và thời gian nước lưu trong bể

 Bể ắng đứng

Bể lắng đứng có dạng hình tròn hoặc hình chữ nhật trên mặt bằng Bể lắng đứng thường dùng cho các trạm xử lý có công suất dưới 20.000 m3/ngàyđêm Đường kính của bể không vượt quá 3 lần chiều sâu công tác và có thể lên đến 10m Nước thải được dẫn vào ống trung tâm và chuyển động từ dưới lên theo phương thẳng đứng Vận tốc dòng nước chuyển động lên phải nhỏ hơn vận tốc của các hạt lắng Nước trong được tập trung vào máng thu phía trên Cặn lắng được chứa ở phần hình nón hoặc chóp cụt phía dưới

 Bể ắng y âm

Bể lắng ly tâm có dạng hình tròn trên mặt bằng, đường kính bể từ 16 đến 40 m (có trưòng hợp tới 60m), chiều cao làm việc bằng 1/6 – 1/10 đường kính bể Bể lắng

ly tâm được dùng cho các trạm xử lý có công suất lớn hơn 20.000 m3/ngđ Trong

bể lắng nước chảy từ trung tâm ra quanh thành bể Cặn lắng được dồn vào hố thu cặn được xây dựng ở trung tâm đáy bể bằng hệ thống cào gom cặn ở phần dưới dàn quay hợp với trục 1 góc 450

Đáy bể thường được thiết kế với độ dốc i = 0,02 –

Máng răng cưa

Vành chặn bọt nổi

Cánh gạt bọt

Ống thu nước sau lắng

Ống trung tâm phân phối nước

Ngăn thu bọt nổi Ống thu bùn

Cánh gạt bùn Ống dẫn nước vào

Đáy và tường bể beton

0,05 Dàn quay với tốc độ 2-3 vòng trong 1 giờ Nước trong được thu vào máng đặt dọc theo thành bể phía trên

 Bể ắng ron

Bể lắng trong là một bể chứa đứng và có buồng keo tụ bên trong Nước thải theo

máng dẫn chảy vào ống trung tâm Do độ chênh của mực nước ở trong máng dẫn và trong bể mà khi nước xối vào bể thì không khí cũng được cuốn theo Như vậy việc làm thoáng là tự nhiên Quá trình keo tụ và oxy hóa thực hiện ở buồng keo tụ Từ đó nước thải chuyển qua vùng lắng và khi qua lớp vật chất lơ lửng, tạo nên trong quá trình lắng, các cặn thải tán sắc khó rơi lắng sẽ được giữ lại Nước lắng trong tràn vào máng thu ở chu vi bể và dẫn ra ngoài

 Bể ắng ầng mỏn

Bể lắng tầng mỏng là một bể chứa hoặc kín hoặc hở Cũng như các loại bể lắng khác, nó có các bộ phận phân phối và thu nước, phần lắng và chứa cặn Cấu tạo phần lắng gồm nhiều tấm mỏng sắp xếp cạnh nhau với chiều cao ≈ 0,15m Các tấm mỏng đó có thể là các bản phẳng, lượn sóng hoặc các dàn ống, …

 Bể vớt dầu mỡ

Bể vớt dầu mỡ thường được áp dụng khi xử lý nước thải nước thải công nghiệp có chứa dầu mỡ, các chất nhẹ hơn nước và các dạng chất nổi khác Đối với thải sinh hoạt do hàm lượng dầu mỡ và các chất nổi không cao nên có thể thực hiện việc tách chúng ngay ở bể lắng đợt 1 nhờ các thanh gạt thu hồi dầu mỡ, chất nổi trên bề mặt

1.2.1.4 Bể lọc

Bể lọc nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách cho nước thải đi qua lớp lọc đặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc Bể này được sử dụng chủ yếu cho một số loại nước thải công nghiệp Quá trình phân riêng được thực hiện nhờ vách ngăn xốp, nó cho nước đi qua và giữ pha phân tán lại Quá trình diễn ra dưới tác dụng của áp suất cột nước

Hiệu quả của Phương pháp xử lý cơ học :

Có thể loại bỏ được đến 60% tạp chất không hoà tan có trong nước thải và giảm BOD đến 30% Để tăng hiệu suất công tác của các công trình xử lý cơ học có thể dùng biện pháp làm thoáng sơ bộ, thoáng gió đông tụ sinh học, hiệu quả xử lý

có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 40-50 % theo BOD

Trong số các công trình xử lý cơ học có thể kể đến bể tự hoại, bể lắng hai

vỏ, bể lắng trong có ngăn phân huỷ là những công trình vừa để lắng vừa để phân huỷ cặn lắng

1.1.2 Ph ươ ng pháp hó ý:

Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý là áp dụng các quá trình vật lý và hoá học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hoà tan nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường Giai đoạn xử

lý hoá lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với các phương pháp cơ học, hoá học, sinh học trong công nghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh

Những phương pháp hoá lý thường được áp dụng để xử lý nước thải là : keo tụ, đông tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược và siêu lọc …

 Ph ươ ng pháp k o ụ ụ

Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các chất cao phân tử vào nước Khác với quá trình đông tụ, khi keo tụ thì sự kết hợp diễn ra không chỉ do tiếp xúc trực tiếp mà còn do tương tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ bị hấp phụ trên các hạt lơ lửng

Sự keo tụ được tiến hành nhằm thúc đẩy quá trình tạo bông hydroxyt nhôm

và sắt với mục đích tăng vận tốc lắng của chúng Việc sử dụng chất keo tụ cho phép giảm chất đông tụ, giảm thời gian đông tụ và tăng vận tốc lắng

Cơ chế làm việc của chất keo tụ dựa trên các hiện tượng sau: hấp phụ phân

tử chất keo trên bề mặt hạt keo, tạo thành mạng lưới phân tử chất keo tụ Sự dính lại các hạt keo do lực đẩy Vanderwalls Dưới tác động của chất keo tụ giữa các hạt keo tạo thành cấu trúc 3 chiều, có khả năng tách nhanh và hoàn toàn ra khỏi nước

Chất keo tụ thường dùng có thể là hợp chất tự nhiên và tổng hợp chất keo tự nhiên là tinh bột, ete, xenlulozơ, dectrin (C6H10O5)n và dioxyt silic hoạt tính (xSiO2.yH2O)

 Phương pháp đôn ụ

Quá trình thuỷ phân các chất đông tụ và tạo thành các bông keo xảy ra theo các giai đoạn sau :

Me3+ + HOH ⇔ Me(OH)2+ + H+

Me(OH)2+ + HOH ⇔ Me(OH)+ + H+

Me(OH)+ + HOH ⇔ Me(OH)3 + H+

Các muối sắt được dùng làm chất đông tụ: Fe(SO3).2H2O, Fe(SO4)3.3H2O , FeSO4.7H2O và FeCl3 Hiệu quả lắng cao khi sử dụng dạng khô hay dung dịch 10 -15%

1.2.2.2 Tuyển nổi

Tuyển nổi là quá trình dính bám phân tử của các hạt chất bẩn đối với bề mặt phân chia của hai pha: khí – nước và hình thành hỗn hợp “hạt rắn – bọt khí” nổi lên trên mặt nước và sau đó được loại bỏ đi Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng Trong xử lý nước thải, tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học Ưu điểm cơ bản của phương pháp này so với phương pháp lắng là có thể khử được hoàn toàn các hạt nhỏ hoặc nhẹ, lắng chậm, trong một thời gian ngắn Khi các hạt đã nổi lên bề mặt, chúng có thể thu gom bằng

bộ phận vớt bọt

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường

là không khí) vào trong pha lỏng Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi của tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban đầu

1.2.2.3 H ấ p ph ụ

Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ hoà tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi nước thải có chứa một hàm lượng rất nhỏ các chất đó Những chất này không phân huỷ bằng con đường sinh học và thường có độc tính cao Nếu các chất cần khử bị hấp phụ tốt và chi phí riêng cho lượng chất hấp phụ không lớn thì việc ứng dụng phương pháp này là hợp lý hơn cả

Các chất hấp phụ thường được sử dụng như: than hoạt tính, các chất tổng hợp và chất thải của vài ngành sản xuất được dùng làm chất hấp phụ (tro, rỉ, mạt

kim loại ít được sử dụng vì năng lượng tương tác của chúng với các phân tử nước lớn Chất hấp phụ phổ biến nhất là than hoạt tính, nhưhg chúng cần có các tính chất xác định như : tương tác yếu với các phân tử nước và mạnh với các chất hữu cơ, có

lỗ xốp thô để có thể hấp phụ các phân tử hữu cơ lớn và phức tạp, có khả năng phục hồi Ngoài ra, than phải bền với nước và thấm nước nhanh Quan trọng là than phải

có hoạt tính xúc tác thấp đối với phản ứng oxy hoá bởi vì một số chất hữu cơ trong nước thải có khả năng bị oxy hoá và bị hoá nhựa Các chất hoá nhựa bít kín lổ xốp của than và cản trở việc tái sinh nó ở nhiệt độ thấp

1.2.2.4 Ph ươ ng pháp rao đổ i ion

Trao đổi ion thường được ứng dụng để xử lý các kim loại nặng có trong nước thải bằng cách cho nước thải chứa kim loại nặng đi qua cột nhựa trao đổi cation, khi đó các cation kim loại nặng được thay thế bằng các ion hydro của nhựa trao đổi

Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau Các chất này gọi là các ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan trong nước

Các chất có khả năng hút các ion dương từ dung dịch điện ly gọi là cationit, những chất này mang tính axit Các chất có khả năng hút các ion âm gọi là anionit

và chúng mang tính kiềm Nếu như các ionit nào đó trao đổi cả cation và anion gọi

là các ionit lưỡng tính

Phương pháp trao đổi ion thường được ứng dụng để loại ra khỏi nước các kim loại như: Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Mn, v…v…, các hợp chất của Asen, photpho, Cyanua và các chất phóng xạ

Các chất trao đổi ion là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp nhân tạo Các chất trao đổi ion vô cơ tự nhiên gồm có các zeolit , kim loại khoáng chất, đất sét, fenspat, chất mica khác nhau, v…v… vô cơ tổng hợp gồm silicagen, pecmutit (chất làm mềm nước ), các oxyt khó tan và hydroxyt của một số kim loại như nhôm, crôm, ziriconi, v…v… Các chất trao đổi ion hữu cơ có nguồn

gốc tự nhiên gồm axit humic và than đá chúng mang tính axit, các chất có nguồn gốc tổng hợp là các nhựa có bề mặt riêng lớn là những hợp chất cao phân tử

Khử kim loại nặng trong nước thải bằng phương pháp trao đổi ion cho ta nước thải đầu ra có chất lượng rất cao Tuy nhiên, một số hợp chất hữu cơ trong nước thải có thể làm bẩn nhựa cũng như các vi sinh vật phát triển trên bề mặt hạt nhựa làm giảm hiệu quả của chúng Thêm vào đó, việc tái sinh nhựa thường tốn kém và chất thải đậm đặc từ quá trình tái sinh nhựa đòi hỏi phải có biện pháp xử lý

và thải bỏ hợp lý để không gây ô nhiễm môi trường

có áp suất cao

1.2.2.6 Ph ươ ng pháp đ i ệ n ho

Mục đích của phương pháp này là xử lý các tạp chất tan và phân tán trong nước thải, có thể áp dụng trong quá trình oxy hoá dương cực, khử âm cực, đông tụ điện và điện thẩm tích Tất cả các quá trình này đều xảy ra trên các điện cực khi cho dòng điện 1 chiều đi qua nước thải

Các phương pháp điện hoá giúp thu hồi các sản phẩm có giá trị từ nước thải với sơ đồ công nghệ tương đối đơn giản, dễ tự động hoá và không sử dụng tác chất

Nhược điểm lớn của phương pháp này là tiêu hao điện năng lớn

Việc làm sạch nước thải bằng phương pháp điện hoá có thể tiến hành gián đoạn hoặc liên tục

Hiệu suất của phương pháp điện hoá được đánh giá bằng 1 loạt các yếu tố như mật độ dòng điện , điện áp , hệ số sử dụng hữu ích điện áp , hiệu suất theo dòng , hiệu suất theo năng lượng

1.2.2.7 Phương pháp rích y

Trích ly pha lỏng được ứng dụng để làm sạch nước thải chứa phenol , dầu , axit hữu cơ , các ion kim loại … Phương pháp này được ứng dụng khi nồng độ chất thải lớn hơn 3-4 g/l , vì khi đó giá trị chất thu hồi mới bù đắp chi phí cho quá trình trích ly

 Làm sạch nước thải bằng phương pháp trích ly bao gồm 3 giai đoạn :

Giai đoạn thứ nhất : Trộn mạnh nước thải với chất trích ly (dung môi hữu cơ ) trong điều kiện bề mặt tiếp xúc phát triển giữa các chất lỏng hình thành 2 pha lỏng Một pha là chất trích với chất được trích còn pha khác là nước thải với chất trích Giai đoạn thứ hai : Phân riêng hai pha lỏng nói trên

Giai đoạn thứ ba : Tái sinh chất trích ly

Để giảm nồng độ tạp chất tan thấp hơn giới hạn cho phép cần phải chọn đúng chất trích và vận tốc của nó khi cho vào nước thải

1.2.3 Ph ươ ng pháp hó h ọ c:

Các phương pháp hoá học dùng trong xử lý nước thải gồm có : trung hoà , oxy hoá và khử Tất cả các phương pháp này đều dùng các tác nhân hoá học nên là phương pháp đắt tiền Người ta sử dụng các phương pháp hoá học để khử các chất hoà tan và trong các hệ thống cấp nước khép kín Đôi khi các phương pháp này được dùng để xử lý sơ bộ trước xử lý sinh học hay sau công đoạn này như là một phương pháp xử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn

1.2.3.1 Ph ươ ng pháp rung h a:

Nước thải chứa các axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hoà đưa pH về khoảng 6,5 đến 8,5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng cho công nghệ xử

lý tiếp theo

Trung hoà nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau :

- Trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm

- Bổ sung các tác nhân hoá học

- Lọc nước axit qua vật liệu có tác dụng trung hoà

- Hấp thụ khí axit bằng nước kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng nước axit

Việc lựa chọn phương pháp trung hoà là tuỳ thuộc vào thể tích và nồng độ nước thải, chế độ thải nước thải , khả năng sẵn có và giá thành của các tác nhân hoá học Trong quá trình trung hoà , một lượng bùn cặn được tạo thành Lượng bùn này phụ thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại và lượng các tác nhân

sử dụng cho quá trình

1.2.3.2 Ph ư ơ ng pháp ox hoá kh ử

Mục đích của phương pháp này là chuyển các chất ô nhiễm độc hại trong nước thải thành các chất ít độc hơn và được loại ra khỏi nước thải Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hoá học , do đó quá trình oxy hoá hoá học chỉ được dùng trong những trường hợp khi các tạp chất gây ô nhiễm bẩn trong nước thải không thể tách bằng những phương pháp khác Thường sử dụng các chất oxy hoá như : Clo khí và lỏng , nước Javen NaOCl , Kalipermanganat KMnO4 , Hypocloric Canxi Ca(ClO)2 , H2O2 , Ozon …

1.2.3.3 Kh ử rùng n ướ c h ả i

Sau khi xử lý sinh học, phần lớn các vi khuẩn trong nước thải bị tiêu diệt Khi xử lý trong các công trình sinh học nhân tạo (Aerophin hay Aerotank ) số lượng vi khuẩn giảm xuống còn 5% , trong hồ sinh vật hoặc cánh đồng lọc còn 1-2% Nhưng để tiêu diệt toàn bộ vi khuẩn gây bệnh, nước thải cần phải khử trùng

Chlor cho vào nước thải dưới dạng hơi hoặc Clorua vôi Lượng Chlor hoạt tính cần thiết cho một đơn vị thể tích nước thải là: 10 g/m3 đối với nước thải sau xử lý cơ học, 5 g/m3 sau xử lý sinh học hoàn toàn Chlor phải được trộn đều với nước và để đảm bảo hiệu quả khử trùng, thời gian tiếp xúc giữa nước và hoá chất là 30 phút trước khi nước thải ra nguồn Hệ thống Chlor hoá nước thải Chlor hơi bao gồm thiết

bị Chlorator, máng trộn và bể tiếp xúc Chlorato phục vụ cho mục đích chuyển hóa Clor hơi thành dung dịch Chlor trước khi hoà trộn với nước thải và được chia thành

2 nhóm: nhóm chân không và nhóm áp lực Clor hơi được vận chuyển về trạm xử lý nước thải dưới dạng hơi nén trong banlon chịu áp Trong trạm xử lý cần phải có kho cất giữ các banlon này Phương pháp dùng Chlor hơi ít được dùng phổ biến

Phương pháp Chlor hoá nước thải bằng Clorua vôi :

Áp dụng cho trạm nước thải có công suất dưới 1000m3/ngđ Các công trình và

thiết bị dùng trong dây chuyền này là các thùng hoà trộn, chuẩn bị dung dịch Clorua vôi, thiết bị định lượng máng trộn và bể tiếp xúc

Với Clorua vôi được hoà trộn sơ bộ tại thùng hoà trộn cho đến dung dịch 10 15% sau đó chuyển qua thùng dung dịch Bơm định lượng sẽ đưa dung dịch Clorua vôi với liều lượng nhất định đi hoà trộn vào nước thải Trong các thùng trộn dung dịch, Clorua vôi được khuấy trộn với nước cấp bằng các cánh khuấy gắn với trục động cơ điện

-Phương pháp Ozon hoá

Ozon hoá tác động mạnh mẽ với các chất khoáng và chất hữu cơ, oxy hoá bằng Ozon cho phép đồng thời khử màu, khử mùi, tiệt trùng nước Phương pháp Ozon hoá có thể xử lý phenol, sản phẩm dầu mỏ, H2S, các hợp chất Asen, thuốc nhuộm…Sau quá trình Ozon hoá số lượng vi khuẩn bị tiêu diệt đến hơn 99% Ngoài

ra, Ozon còn oxy hoá các hợp chất Nitơ ,Photpho … Nhược điểm chính của phương pháp này là giá thành cao và thường được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước cấp

1.2.4 Ph ươ ng pháp sinh h ọ c:

Phương pháp xử lí sinh học là sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật

để phân huỷ các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải Các vi sinh vật sử dụng các

hợp chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản vì thế sinh khối của chúng được tăng lên Quá trình phân hũy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa Phương pháp

xử lý sinh học có thể thực hiện trong điều kiện hiếu khí (với sự có mặt của oxy) hoặc trong điều kiện kỵ khí (không có oxy)

Phương pháp xử lý sinh học có thể ứng dụng để làm sạch hoàn toàn các loại nước thải chứa chất hữu cơ hoà tan hoặc phân tán nhỏ Do vậy phương pháp này thường được áp dụng sau khi loại bỏ các loại tạp chất thô ra khỏi nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao

Quá trình xử lý sinh học gồm các bước

- Chuyển hoá các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hoà tan thành thể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh

- Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo vô

cơ trong nước thải

- Loại các bông cặn ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng

1.2.4.1 X ử í n ướ c h ả i b ằ ng ph ươ ng ph p sinh h ọ c ron đ i ề u ki ệ n ự nhiên

Cơ sở của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch của nguồn nước

và đất Để tách các chất bẩn hữu cơ dạng keo và hoà tan trong điều kiện tự nhiên người ta xử lí nước thải trong ao, hồ (hồ sinh vật) hay trên đất (cánh đồng tưới, cánh đồng lọc …)

 H ồ sinh v ậ t

Hồ sinh vật là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên, còn gọi là hồ oxy hoá, hồ ổn định nước thải, … xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học Trong hồ sinh vật diễn ra quá trình oxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ nhờ các loài vi khuẩn, tảo và các loại thủy sinh vật khác, tương tự như quá trình làm sạch nguồn nước mặt Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy từ không khí để oxy hoá các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO

bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu Nhiệt độ không được thấp hơn 60

C

Trong số các công trình xử lý trong điều kiện tự nhiên thì hồ sinh học được

áp dụng rộng rãi hơn cả Ngoài nhiệm vụ xử lý nước thải, hồ sinh học còn có thể đem lại những lợi ích:

- Nuôi trồng thủy sản

- Cung cấp nguồn nước tưới cho cây trồng

- Điều hòa dòng chảy nước mưa trong hệ thống thoát nước đô thị

Tại Việt Nam, hồ sinh học chiếm một vị trí đặc biệt quan trọng trong các biện pháp xử lý nước thải vì có nhiều thuận lợi

- Không đòi hỏi nhiều vốn đầu tư

- Bảo trì vận hành đơn giản, không có ngưới bảo quản thường xuyên

- Hầu hết các đô thị đều có những ao hồ hay khu ruộng trũng có thể sử dụng

mà không cần xây dựng thêm

- Có nhiều điều kiện kết hợp mục đích xử lý nước thải với việc nuôi trồng thủy sản và điều hòa nước mưa

Theo bản chất quá trình sinh hoá, người ta chia hồ sinh vật ra các loại hồ hiếu khí,

hồ sinh vật tuỳ tiện (Faculative) và hồ sinh vật yếm khí

 Hồ sinh vật hiếu khí

Quá trình oxy hóa các chất hữu cơ nhờ các vi sinh vật hiếu khí Quá trình xử

lí nước thải xảy ra trong điều kiện đầy đủ oxy, oxy được cung cấp qua mặt thoáng

và nhờ quang hợp của tảo hoặc hồ được làm thoáng cưỡng bức nhờ các hệ thống thiết bị cấp khí Để đảm bảo cho ánh sáng có thể xuyên qua, chiều sâu của hồ phải

bé, khoảng 30 – 40 cm Thời gian lưu nước trong hồ khoảng 3 – 12 ngày

 H ồ sinh v ậ t tu ỳ i ệ n

Hồ facultativ là loại hồ thường gặp trong điều kiện tự nhiên Phần lớn các ao

hồ của chúng ta là nhưng hồ facultativ Hiện nay, nó được sử dụng rộng rãi nhất trong hồ sinh học

Trong hồ này xảy ra hai quá trình song song: Quá trình oxy hóa hiếu khí chất nhiễm bẩn hữu cơ và quá trình phân hủy metan cặn lắng

Đặc điểm của loại hồ này xét theo chiều sau của nó có thể chia ra 3 vùng: Lớp trên là vùng hiếu khí, lớp giữa là vùng trung gian, còn lớp dưới là vùng kỵ khí

Nguồn oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong hồ chủ yếu nhờ quang hợp của rong tảo dưới tác dụng của bức xạ mặt trời và khuyết tán qua mặt nước dưới tác dụng của sóng gió Trong hồ sinh vật tuỳ tiện vi khuẩn và tảo có quan hệ tương hổ đóng vai trò cơ bản đối với sự chuyển hoá các chất

Các yếu tố tự nhiên ảnh hưởng tới sự xáo trộn là gió và nhiệt dộ

 H ồ sinh v ậ t y ế m khí

Dùng để lắng và phân hủy cặn lắng bằng phương pháp sinh hóa tự nhiên dựa trên cơ sở sống và hoạt động của vi sinh kỵ khí Các vi sinh vật này tiến hành hàng chục phản ứng hoá sinh học để phân huỷ và biến đổi các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những chất đơn giản, dễ xử lý Hiệu suất giảm BOD trong hồ có thể lên đến 70% Tuy nhiên nước thải sau khi ra khỏi hồ vẫn có BOD cao nên loại hồ này chỉ chủ yếu áp dụng cho xử lý nước thải công nghiệp rất đậm đặc và dùng làm hồ bậc 1 trong tổ hợp nhiều bậc

Loại hồ này thường dùng để xử lý nước thải công nghiệp có độ nhiễm bẩn lớn, ít dùng để xử lý nước thải sinh hoạt, vì nó gây mùi thối khó chịu Hồ kỵ khí phải đặt cách xa nhà ở và xí nghiệp thực phẩm 1,5 – 2km

Để duy trì điều kiện kỵ khí và giữ ấm cho hồ trong mùa đông thì chiều sâu

hồ phải lớn, thường thì 2,4 – 3,6m

 Cánh đồng ưới - Cánh đồng ọc

Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác, có thể tiếp nhận và xử lý nước thải Xử lý trong điều kiện này diễn ra dưới tác dụng của vi sinh vật, ánh sáng mặt trời, không khí và dưới ảnh hưởng của các hoạt động sống thực vật, chất thải bị hấp thụ và giữ lại trong đất, sau đó các loại vi khuẩn có sẵn trong đất sẽ phân huỷ chúng thành các chất đơn giản để cây trồng hấp thụ Nước thải sau khi ngấm vào

đất , một phần được cây trồng sử dụng Phần còn lại chảy vào hệ thống tiêu nước ra sông hoặc bổ sung cho nước nguồn

Có 2 loại cánh đồng tưới:

- Cánh đồng tưới công cộng, chức năng chủ yếu là xử lý nước thải, còn phục

vụ cho nông nghiệp là thứ yếu

- Cánh đồng tưới nông nghiệp, phục vụ nông nghiệp và xử lý nước thải là những mục tiêu thống nhất

Việc xây dựng cánh đồng tưới phải tuân theo 2 mục đích:

- Vệ sinh, tức là xử lý nước thải

- Kinh tế nông nghiệp, tức là sử dụng nước thải để tưới ẩm và sử dụng các chất dinh dưỡng có trong nước thải để bón cho cây trồng

1.2.4.2 Xử ý nước hải bằng phương p áp sinh học ron điều kiện n ân ạo

 Bể ọc sinh học

Bể lọc sinh học là công trình nhân tạo, trong đó nước thải được lọc qua vật liệu rắn có bao bọc một lớp màng vi sinh vật Bể lọc sinh học gồm các phần chính như sau: phần chứa vật liệu lọc, hệ thống phân phối nước đảm bảo tưới đều lên toàn

bộ bề mặt bể, hệ thống thu và dẩn nước sau khi lọc, hệ thống phân phối khí cho bể lọc

Quá trinh oxy hoá chất thải trong bể lọc sinh học diển ra giống như trên cánh đồng lọc nhưng với cường độ lớn hơn nhiều Màng vi sinh vật đã sử dụng và xác vi sinh vật chết theo nước trôi khỏi bể được tách khỏi nước thải ở bể lắng đợt 2

Để đảm bảo quá trình oxy hoá sinh hoá diễn ra ổn định ,oxy được cấp cho bể lọc bằng các biện pháp thông gió tự nhiên hoặc thông gió nhân tạo Vật liệu lọc của bể lọc sinh học có thể là nhựa Plastic, xỉ vòng gốm, đá Granit……

thu nước và được dẫn ra khỏi bể Oxy cấp cho bể chủ yếu qua hệ thống lỗ xung quanh thành bể

- Vật liệu lọc của bể sinh học nhỏ giọt thường là các hạt cuội, đá … đường kính trung bình 20–30 mm Tải trọng nước thải của bể thấp (0,5 – 1,5 m3

/m3vật liệu lọc /ngđ) Chiều cao lớp vật liệu lọc là 1,5 – 2m Hiệu quả xử lý nước thải theo tiêu chuẩn BOD đạt 90% Dùng cho các trạm xử lý nước thải

có công suất dưới 1000m3/ngđ

 Bể ọc sinh học cao ải

Bể lọc sinh học cao tải có cấu tạo và quản lý khác với bể lọc sinh học nhỏ giọt, nước thải tưới lên mặt bể nhờ hệ thống phân phối phản lực Bể có tải trọng 10 – 20 m3 nước thải / 1m2 bề mặt bể /ngđ Nếu trường hợp BOD của nước thải quá lớn người ta tiến hành pha loãng chúng bằng nước thải đã làm sạch Bể được thiết kế cho các trạm xử lý dưới 5000 m3/ngđ

 B ể hi ế u khí bù ho ạ t t nh – B ể Aerotank

Là bể chứa hổn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào bể

để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N , P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ không hoà tan và thành các tế bào mới Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ do đó phải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy ở bể lắng đợt 2, bằng cách tuần hoàn bùn về bể Aerotank để đảm bảo nồng độ vi sinh vật trong bể Phần bùn hoạt tính dư được đưa

về bể nén bùn hoặc các công trình xử lý bùn cặn khác để xử lý Bể Aerotank hoạt động phải có hệ thống cung cấp khí đầy đủ và liên tục

Quá trình phân hủy kỵ khí là quá trình phân hủy sinh học các chất hữu cơ

có trong nước thải trong điều kiện không có oxy để tạo ra sản phẩm cuối cùng là khí

CH4 và CO2 (trường hợp nước thải không chứa NO3

-

và SO42-) Cơ chế của quá trình này đến nay vẫn chưa được biết đến một cách đầy đủ và chính xác nhưng cách chung, quá trình phân hủy có thể được chia ra các giai đoạn như sau:

Hình 1.3 Sơ đồ chuyển hóa vật chất trong điều kiện kỵ khí

Ở 3 giai đoạn đầu, COD của dung dịch hầu như không thay đổi, nó chỉ giảm trong giai đoạn methane hóa Sinh khối mới được tạo thành liên tục trong tất

cả các giai đoạn

Trong một hệ thống vận hành tốt, các giai đoạn này diễn ra đồng thời và không có sự tích lũy quá mức các sản phẩm trung gian Nếu có một sự thay đổi bất ngờ nào đó xảy ra, các giai đoạn có thể mất cân bằng Pha methane hóa rất nhạy cảm với sự thay đổi của pH hay nồng độ acid béo cao Do đó, khi vận hành hệ thống, cần chú ý phòng ngừa những thay đổi bất ngờ, cả pH lẫn sự quá tải

 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy kỵ khí

Để duy trì sự ổn định của quá trình xử lý kỵ khí, phải duy trì được trạng thái cân bằng động của quá trình theo 4 pha đã nêu trên Muốn vậy trong bể xử lý phải đảm bảo các yếu tố sau:

VẬT CHẤT HƯU CƠ

PROTEINS HYDROCA RBON LIPIDS

ACID AMIN / ĐƯỜNG

Vi khuẩn lên men

Vi khuẩn tạo khí H2

Vi khuẩn methane hóa

Nhiệt độ là yếu tố điều tiết cường độ của quá trình, cần duy trì trong khoảng 30÷350C Nhiệt độ tối ưu cho quá trình này là 350

• Độ kiềm

Độ kiềm tối ưu cần duy trì trong bể là 1500÷3000 mg CaCO3/l để tạo khả năng đệm tốt cho dung dịch, ngăn cản sự giảm pH dưới mức trung tính

• Muối (Na+, K+, Ca2+)

Pha methane hóa và acid hóa lipid đều bị ức chế khi độ mặn vượt quá 0,2 M NaCl Sự thủy phân protein trong cá cũng bị ức chế ở mức 20 g/l NaCl

• Lipid

Đây là các hợp chất rất khó bị phân hủy bởi vi sinh vật Nó tạo màng trên VSV làm giảm sự hấp thụ các chất vào bên trong Ngoài ra còn kéo bùn nổi lên bề mặt, giảm hiệu quả của quá trình chuyển đổi methane

Đối với LCFA, IC50 = 500÷1250 mg/l

• Kim loại nặng

Một số kim loại nặng (Cu, Ni, Zn…) rất độc, đặc biệt là khi chúng tồn tại ở dạng hòa tan IC50 = 10÷75 mg Cu2+ tan/l Trong hệ thống xử lý kỵ khí, kim loại nặng thường được loại bỏ nhờ kết tủa cùng với carbonate và sulfide

Ngoài ra cần đảm bảo không chứa các hóa chất độc, không có hàm lượng quá mức các hợp chất hữu cơ khác

 Bể UASB B

Nước thải được đưa trực tiếp vào dưới đáy bể và được phân phối đồng đều

ở đó, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học hạt nhỏ (bông bùn) và các chất bẩn hữu cơ được tiêu thụ ở đó

Các bọt khí mêtan và cacbonic nổi lên trên được thu bằng các chụp khí để dẩn ra khỏi bể

Nước thải tiếp theo đó sẽ diễn ra sự phân tách 2 pha lỏng và rắn Pha lỏng được dẫn ra khỏi bể , còn pha rắn thì hoàn lưu lại lớp bông bùn

Sự tạo thành và duy trì các hạt bùn là vô cùng quan trọng khi vận hành bể UASB

Hình 1.4 Upflow Anaerobic Sludge Bed (UASB)

Lan can bảo vệ Ống thu nước sau xử

l Sàn công tác Máng thu nước dạng răng cưa Thiết bị tách pha khí – lỏng - rắn

Lớp bùn kỵ khí

Ống bơm nước vào thiết bị UASB

Bộ phận phân phối đều lưu lượng nước thải

Ống thoát

khí Bình hấp

thụ khí

Bọt khí

Dung

dịch NaOH 5%

Ống dẫn khí

 B ể si nh h ọ c theo m ẻ SBR (Se que nc Batch Reactor) )

Bản chất quá trình xử lý sinh học từng mẻ

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 môi trường thiếu khí (không có oxy, chỉ có NO3

-),

kị khí (không có oxy), hiếu khí (có oxi, NO3

-) để cho vi sinh tăng sinh khối, hấp thụ

và tiêu hóa các chất thải hữu cơ trong nước thải

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

Quy trình hoạt động của hệ thống xử lý sinh học từng mẻ đơn giản, bao gồm các chuỗi chu kỳ như sau:

- Nạp nước thải vào bể phản ứng

- Vừa nạp vừa tạo môi trường thiếu khí hay kị khí

- Vừa nạp vừa tạo điều kiện cho vi sinh xử lý chất thải hữu cơ

- Xử lý tách loại chất ô nhiễm hữu cơ , nitơ, photpho bằng vi sinh

- Để lắng, tách lớp bùn

- Gạn lấy nước sạch đã xử lý

- Lập lại chu kỳ mới

Hệ thống xử lý sinh học từng mẻ có những đặc trưng cơ bản sau đây:

- Cho phép thiết kế hệ đơn giản với các bước xử lý cơ bản theo quy trình

“từng mẻ”

- Khoảng thời gian cho mỗi chu kỳ có thể điều chỉnh được và là một quy trình

có thể điều khiển tự động bằng PLC

- Hiệu quả xử lý có độ tin cậy cao và độ linh hoạt

- Công nghệ kỹ thuật cao, lập trình được và khả năng xử lý vượt mức hứa hẹn

và là quy trình xử lý bằng vi sinh đầy triển vọng trong tương lai

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

bể sinh học từng mẻ

- Giai đoạn làm đầy

- Giai đoạn phản ứng oxy hóa sinh hóa

- Giai đoạn lắng

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

Các quá trình hoạt động chính trong bể sinh học từng mẻ gồm :

Giai đoạn 1: Quá trình sinh học hiếu khí dùng để khử BOD: bởi sự tăng sinh khối của quần thể vi sinh vật hiếu khí được tăng cường bởi khuấy trộn và cung cấp oxy, tạo điều kiện phản ứng ở giai đoạn (b)

Giai đoạn 2: Quá trình sinh học hiếu khí, kị khí dùng để khử BODcacbon, kết hợp khử nitơ, photpho: bởi sự tăng sinh khối của quần thể vi sinh vật hiếu khí, kị khí Tăng cường khuấy trộn cho quá trình kị khí, khuấy trộn và cung cấp oxy cho quá trình hiếu khí, khuấy trộn cho quá trình hiếu khí, tạo điều kiện phản ứng cho giai đoạn (b)

Hình 1.5 Sơ đồ quy trình phản ứng trong sinh học từng mẻ có kết hợp khử N, P

Giai đoạn 3 : xảy ra quá trình nitrat hóa và oxy hóa chất hữu cơ

Giai đoạn 4 : xảy ra quá trình khử nitrat

Đây là quá trình tổng hợp có hiệu quả kết hợp khử BOD cacbon và các chất hữu cơ hòa tan N, P Trong quá trình khử N có thể tăng cường nguồn cacbon bên ngoài bằng Metanol ở giai đoạn 4 Tuy nhiên với thành phần và tính chất nước thải

(4) Anoxic (Tắt O2+khuấy)

(5) Lắng Tách nước (6)

Xã bùn Giai đoạn (b)

chế biến thủy sản giàu cacbon hữu cơ và chất dinh dưỡng trong quá trình oxy hóa nên không cần sử dụng thêm hóa 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 hóa chất hữu cơ, đặc biệt là có sự tham gia của hai chủng loại Nitrosomonas và Nitrobacter trong quá trình nitrat hóa và khử nitrat kết hợp

CHƯƠNG 2:TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TNHH LỘC KHANG2.1 Sơ lược về tình hình hoạt động của cơ sở

2.1.1 Thông tin chung

Tên chủ cơ sở : Công ty TNHH LỘC KHANG – VŨNG TÀU

Địa chỉ : xã Lộc An, huyện Xuyên Mộc, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu

Điện thoại : 064.3842.114

Vốn điều lệ : 5.000.000.000 đồng (năm tỷ đồng chẵn)

Người đại diện theo pháp luật: Ông Lê Minh Sơn

Chức Danh : Chủ Doanh nghiệp

2.1.2.Tóm tắt quá trình và hiện trạng hoạt động của cơ sở

2.1.2.1 Sơ lược về tình hình hoạt động

 Thời gian hoạt động

Căn cứ vào giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số 4901001613 do Sở Kế hoạch và Đầu tư tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu cấp cho Cty TNHH Lộc Khang bắt đầu hoạt động vào ngày 14/03/2008

 Vị trí cơ sở

Cơ sở chế biến thủy hải sản CTY TNHH Lộc Khang đặt tại xã Lộc An, huyện Xuyên Mộc, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu

 Loại hình hoạt động

Lĩnh vực hoạt động chính của Công ty TNHH Lộc Khang chủ yếu là

chuyên Sơ chế Cá bò sau đó chuyển sang Cơ sở khác

2.1.2.2.Quy trình chế biến

Do tính chất hoạt động của Cơ sở là sơ chế cá bò, Quy trình chế biến đơn giản như sau:

Tiếp nhận Nước thải, khí thải

chất thải rắn

Hóa chất Sorbtor

Ng uyên liệu

Nước thải chất thải rắn Nước thải

Nước thải chất thải rắn (xương cá)

Hình 2.1 Quy trình sơ chế Cá bò Nguyên liệu: Nguyên liệu phục vụ Công ty TNHH Lộc Khang là Cá bò

Tiếp nhận: Nguyên liệu được đánh bắt ở tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu hoặc các tỉnh Bình

Thuận và các tỉnh miền tây được Công ty TNHH Lộc Khang thu mua, vận chuyển

Thành phẩm: khi thịt cá được tẩm gia vị đóng vào bịch và bán cho các Cơ sở khác

2.2 Tình trạng nước thải của công ty

2.2.1 Nguồn phát sinh

Trong quá trình hoạt động sản xuất, Công ty TNHH Lộc Khang sẽ phát sinh nước thải gây ô nhiễm môi trường, bao gồm nước thải sản xuất, nước thải sinh hoạt

và nước mưa chảy tràn

Nước thải sản xuất: Nước thải phát sinh trong quá trình chế biến thủy sản đông lạnh bao gồm nước thải: tiếp nhận khâu nguyên liệu, vệ sinh thiết bị, nhà xưởng và phần lớn nước thải phát sinh trong giai đoạn rửa nguyên liệu Công xuất tổng khoảng 120m3/ngđ

2.2.2 Nguồn tiếp nhận

Nước thải trong quá trình hoạt động của Cơ sở thải Hồ sinh học, góp phần gây ô nhiễm môi trường nước trong khu vực, ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của người dân khu vực, đặc biệt là các hoạt động nuôi cá ở Hồ sinh học Vì vậy, yêu cầu chủ đầu tư cần có biện pháp giảm thiểu ô nhiễm và xử lý nước thải sinh hoạt cũng như nước thải sản xuất đạt tiêu chuẩn chất lượng môi trường Việt Nam theo QCVN 11:2008/BTNMT trước khi xả ra nguồn tiếp nhận là Hồ sinh học

2.2.3 Hiện trạng chất lượng môi trường nước

Bảng 2.1.Thông số nước thải đầu vào của Công ty TNHH Lộc Khang

Thông số Đơn vị Nước thải đầu vào

của HTXLNT

Tiêu chuẩn QCVN 11:2008 cột B

Độ pH trong nước thải của Công ty cho thấy: giá trị pH trong nước thải của cơ

sở nằm trong giới hạn cho phép so với QCVN 11:2008/ BTNMT của quy chuẩn kỹ thuật về chất lượng môi trường nước

• Mức độ ô nhiễm hữu cơ

Hàm lượng COD trong nước thải của Công ty cho thấy: Hàm lượng COD trong nước thải của Công ty vượt quy chuẩn kỹ thuật cho phép 26 lần so với QCVN 11:2008 /BTNMT loại B

• Mức độ ô nhiễm các chất dinh dưỡng

Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong nước thải cho thấy: Hàm lượng tổng Nitơ trong nước thải của Công ty không vượt tiêu chuẩn cho phép so với QCVN 11:2008 /BTNMT cột B

• Ô nhiễm do các chất lơ lững (SS)

Nồng độ chất rắn lơ lửng trong nước thải của Công ty cho thấy: Hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) trong nước thải của Công ty so vượt quy chuẩn kỹ thuật cho phép 8 lần với QCVN 11:2008 /BTNMT cột B

 Nhận xét chung

Nước thải của Cơ sở có nồng độ các chất ô nhiễm cao Đối với nước ngầm tầng nông, nước thải (nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt) có thể thấm xuống đất

và gây ô nhiễm nước ngầm Các nguồn nước ngầm nhiễm các chất hữu cơ, dinh dưỡng và vi trùng khó xử lý

Nước thải của cơ sở khi thải vào nguồn tiếp nhận – Hồ sinh học, sẽ làm suy thoái chất lượng nước, tác động xấu đến môi trường và thủy sinh vật, cụ thể như sau:

- Tác hại của các chất hữu cơ: Nước mặt khi bị nhiễm hữu cơ cao (COD) sẽ gây suy giảm oxi hòa tan (DO) trong nước DO trong nước giảm sẽ ảnh hưởng đến quá trình sinh sống của thủy sinh vật Đặc biệt, khi nồng độ các chất ô nhiễm cao sẽ làm thủy sinh vật bị chết tại chỗ hoặc phải di chuyển đến môi trường khác sinh sống

- Tác hại của chất rắn lơ lửng: Các chất rắn lơ lửng hạn chế độ sâu tầng nước được ánh sáng chiếu tới ảnh hưởng đến quá trình quang hợp của tảo, rong, rêu …Chất rắn lơ lửng cũng là tác nhân gây tắc cống thoát, làm tăng độ đục nguồn nước, bồi lắng lòng kênh, ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên thủy sinh, đồng thời gây tác hại về mặt cảm quan (tăng độ đục nguồn nước) và gây bồi lắng

- Tác hại của vi trùng gây bệnh: Các vi trùng gây bệnh có trong nước thải của

cơ sở là các vi khuẩn chỉ thị Coliform Các vi khuẩn này xuất hiện trong nguồn nước sử dụng cho mục đích sinh hoạt sẽ gây ra một số dịch bệnh về đường tiêu hóa, đặc biệt là dịch bệnh tả, lị, thương hàn do E.Coli gây ra

- Tác hại của dầu mỡ: Dầu mỡ là nguyên nhân ngăn ngừa khả năng tự làm sạch của nguồn nước do váng dầu ngăn ngừa sự thâm nhập của oxi trong không khí vào nước, gây ức chế hoạt động của vi sinh vật hiếu khí

Nhìn chung các kết quả phân tích và đánh giá chất lượng nước thải của Công ty đều đã bị ô nhiễm ở mức độ cần phải xử lý Hầu hết các chỉ tiêu đều vượt quy chuẩn

kỹ thuật môi trường cho phép theo QCVN 11:2008 /BTNMT cột B rất nhiều lần, dẫn đến những tác động xấu đến môi trường xung quanh, ảnh hưởng trực tiếp đến công nhân làm việc tại cơ sở, gây ô nhiễm khu vực dân cư lân cận, gây suy thoái