Đối với ngành chế biến thủy hải sản, các công nghệ xử lý nước thải đang được triển khai thường áp dụng các quá trình sinh học hiếu khí truyền thống như bùn hoạt tính, lọc sinh học.... Nh
Trang 1ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ XỬ LÝ NITƠ TRONG NƯỚC THẢI THỦY SẢN BẰNG MÔ HÌNH
KỴ - HIẾU KHÍ KẾT HỢP CẢI TIẾN
Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Giảng viên hướng dẫn : ThS Lâm Vĩnh Sơn Sinh viên thực hiện : Trịnh Phú Lâm
Trang 2Khoa: MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC
PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài :
Tên: Trịnh Phú Lâm MSSV: 0951080040 Lớp: 09DMT1 Ngành : Kỹ thuật Môi Trường
Chuyên ngành : Kỹ thuật Môi Trường
2 Tên đề tài : Nghiên cứu hiệu quả xử lý Nitơ trong nước thải thủy sản bằng mô
hình kỵ - hiếu khí kết hợp cải tiến
3 Các dữ liệu ban đầu :
Báo cáo chất lượng nước thải thủy sản
Báo cáo mức độ ô nhiễm do nước thải thủy sản
Các phương pháp xử lý Nitơ hiện nay
4 Các yêu cầu chủ yếu :
Tìm hiểu về quy trình sản xuất ngành chế biến thủy sản
Tìm hiểu về công nghệ xử lý nước thải thủy sản nói chung và xử lý Nitơ nói riêng
Xây dựng và chạy mô hình trên quy mô phòng thí nghiệm
5 Kết quả tối thiểu phải có:
Xây dựng mô hình thực tế dựa trên bản thảo cad 3D
Chạy mô hình với các tải trọng khác nhau
Tính toán thông số động học sau khi kết thúc
Ngày giao đề tài: 1/4/2013 Ngày nộp báo cáo: 17/7/2013
Trang 3Thuật Công Nghệ TP HCM
Tôi tên là: Trịnh Phú Lâm
MSSV: 0951080040
Ngành: Kỹ Thuật Môi Trường
Tôi xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân, được thực hiện trên cơ sơ nghiên cứu lý thuyết, thực hành thực tế, kiến thức kinh điển, nghiên cứu của bản thân dưới sự hướng dẫn khoa học của ThS Lâm Vĩnh Sơn
Các số liệu, mô hình tính toán và kết quả trong luận văn là trung thực Các nội dung trình bày và kết quả trong khóa luận này chưa từng được công bố trong bất cứ công trình nghiên cứu nào trước đây Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi trong phần tài liệu tham khảo Ngoài ra, đề tài còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả, cơ quan tổ chức khác, và cũng được thể hiện trong phần tài liệu tham khảo
Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng, cũng như kết quả khóa luận của mình
TP HCM, ngày 10 tháng 7 năm 2013
Sinh Viên
Trịnh Phú Lâm
Trang 4ời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả quý Thầy Cô Khoa Môi Trường
và Công Nghệ Sinh Học đã tận tâm dạy dỗ, truyền đạt nhiều kiến thức bổ ích, kinh nghiệm quý báu trong công việc và cuộc sống, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho em được học tập tốt trong suốt thời gian qua
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới Thầy ThS Lâm Vĩnh Sơn đã tận tình hướng dẫn, quan tâm, chỉ dạy, định hướng và có những góp ý cho em trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp
Em xin gửi lời cảm ơn của mình đến gia đình, người thân và bạn bè đã luôn ủng hộ, động viên, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập cũng như thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp
Để có được ngày hôm nay con xin gửi lời cảm ơn đến đấng sinh thành đã dưỡng dục, dạy dỗ con nên người Luôn kề vai sát cánh bên con, động viên những lúc con gặp khó khăn, luôn dạy con những điều hay lẽ phải để con ngày càng hoàn thiện và trưởng thành hơn trong cuộc sống
Cuối cùng, em xin chúc toàn thể quý Thầy Cô trong Khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học, Thầy ThS Lâm Vĩnh Sơn, Cha Mẹ mọi điều tâm muốn, luôn thành đạt trong công việc và cuộc sống
Xin chân thành cảm ơn !
Tp.HCM, ngày 10 tháng 07 năm 2013
Sinh Viên
Trịnh Phú Lâm
L
Trang 5MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi
DANH MỤC BẢNG vii
DANH MỤC ĐỒ THỊ, HÌNH ẢNH ix
MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề 2
2 Mục đích nghiên cứu 2
3 Nội dung nghiên cứu 2
4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2
5 Phương pháp nghiên cứu 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH THỦY SẢN VÀ CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG 1.1 Tổng quan ngành chế biến thủy sản 4
1.1.1 Tình hình chế biến thuỷ sản 5
1.1.2 Tình hình xuất khẩu sản phẩm thuỷ sản 5
1.2 Quy trình chế biến thủy hải sản điển hình ở Việt Nam hiện nay 7
1.2.1 Công nghệ chế biến thuỷ sản đông lạnh 8
1.2.1.1 Công nghệ CBTS đông lạnh dạng tươi 8
1.2.1.2 Sản phẩm thuỷ sản đông lạnh dạng chín 10
1.2.2 Công nghệ chế biến thủy sản đóng hộp 12
1.2.3 Công nghệ chế biến sản phẩm thuỷ sản khô 14
1.2.3.1 Sản phẩm thuỷ sản khô 14
Trang 61.2.3.2 Công nghệ chế biến bột cá 15
1.3 Vấn đề môi trường trong các doanh nghiệp chế biến thủy sản 16
1.3.1 Ô nhiễm bởi các chất thải rắn và tác động của chúng 18
1.3.1.1 Chất thải rắn trong quá trình sản xuất 18
1.3.1.2 Chất thải rắn sinh hoạt 19
1.3.1.3 Tổng lượng chất thải rắn phát sinh 19
1.3.1.4 Tác động môi trường của chất thải rắn 20
1.3.2 Ô nhiễm không không khí trong các cơ sở chế biến thủy sản và tác hại 20
1.3.3 Ô nhiễm bởi nước thải trong các cơ sở chế biến thủy sản 22
1.3.3.1 Nước thải sinh hoạt 22
1.3.3.2 Nước thải vệ sinh nhà xưởng 22
1.3.3.3 Nước thải trong quá trình sản xuất 23
1.3.3.4 Tác động của nước thải chế biến thủy hải sản đến môi trường 26
1.3.4 Ô nhiễm tiếng ồn 28
1.3.5 Một số công trình xử lý nước thải thủy sản hiện nay 28
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NITƠ VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ HIỆN NAY 2.1 Trạng thái tồn tại của Nitơ trong nước thải 31
2.2 Tác hại của Nitơ trong nước thải 34
2.2.1 Tác hại của Nitơ đối với sức khỏe cộng đồng 34
2.2.2 Tác hại của ô nhiễm Nitơ đối với môi trường 35
2.2.3 Tác hại của Nitơ đối với quá trình xử lý nước 36
Trang 72.3 Các phương pháp xử lý Nitơ trong nước thải hiện nay 36
2.4 Kết luận 39
2.5 Xử lý nitơ trong nước thải bằng phương pháp sinh học 39
2.5.1 Cơ sở lý thuyết các quá trình xử lý nitơ bằng phương pháp sinh học 39
2.5.2 Nitrat hóa 40
2.5.3 Khử nitrit và nitrat 41
2.6 Các dây chuyền và công trình xử lý nitơ trong nước thải 42
2.6.1 Dây chuyền công nghệ xử lý nitơ 42
2.6.2 Một số dạng công trình kết hợp xử lý BOD/N 45
2.6.2.1 Kênh oxy hoá tuần hoàn 45
2.6.2.2 Aerotank hoạt động gián đoạn theo mẻ (hệ SBR) 46
CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ 3.1 Mô hình nghiên cứu 48
3.1.1 Cấu tạo mô hình 48
3.1.2 Nguyên tắc hoạt động 48
3.1.2.1 Giai đoạn thích nghi 48
3.1.2.2 Giai đoạn xử lý 49
3.2 Phương pháp nghiên cứu 49
3.3.1 Giai đoạn chuẩn bị 49
3.2.1.1 Các bước chuẩn bị 49
Trang 83.2.1.2 Chuẩn bị nước thải 49
3.2.1.3 Chuẩn bị bùn 50
3.3.2 Giai đoạn thích nghi 50
3.3.3 Giai đoạn xử lý 51
3.3 Kết quả nghiên cứu và thảo luận 51
3.3.1 Giai đoạn chạy thích nghi 51
3.3.2 Quá trình chạy tĩnh 52
3.3.2.1 Tải trọng 24h 52
3.3.2.2 Tải trọng 12h 55
3.3.2.3 Tải trọng 6h 58
3.3.2.4 Tải trọng 4h 59
3.3.2.5 Tải trọng 2h 63
3.3.3 Quá trình chạy động 68
3.3.3.1 Tải trọng 24h 68
3.3.3.2 Tải trọng 12h 71
3.3.3.3 Tải trọng 6h 74
3.3.3.4 Tải trọng 4h 78
3.4 Xác định các thông số động học 81
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1 Kết luận 85
Trang 92 Kiến nghị 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 PHỤ LỤC
Trang 10DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD : Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy sinh hoá CBTS : Chế biến thủy sản COD : Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hoá học ĐBSCL : Đồng bằng sông Cửu Long
DO : Dissolved Oxygen Nồng độ oxy hoà tan F/M : Food – Microganism Ratio Tỉ lệ thức ăn cho vi sinh vật KCN : Khu công nghiệp MLSS : Mixed Liquor Suspended Solid Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng QCVN : Quy Chuẩn Việt Nam SBR : Sequence Batch Reactors Bể Aeorotank hoạt động theo mẻ
SS : Suspended Solid Chất rắn lơ lửng VSV : Vi sinh vật XLNT : Xử lý nước thải
Trang 11DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Tình hình xuất khẩu thuỷ sản của Việt Nam từ năm 2002 đến năm
2006 6
Bảng 1.2 Lượng phế thải trung bình cho một tấn sản phẩm thuỷ sản 19
Bảng 1.3: Các dạng nước thải công nghiệp chế biến thủy hải sản 24
Bảng 1.4: Định mức nước thải trung bình cho 1 tấn sản phần thuỷ sản của một số dạng công nghệ chế biến điển hình 24
Bảng 1.5: Nồng độ ô nhiễm trung bình trong nước thải một số loại hình chế biến thủy sản 26
Bảng 2.1: Các chỉ tiêu trung bình các hợp chất Nitơ trong nước thải sinh hoạt.32 Bảng 2.2: Các phương pháp xử lý nitơ trong nước thải 36
Bảng 3.1: Thành phần nước thải thuỷ sản 50
Bảng 3.2: Số liệu chạy mô hình giai đoạn thích nghi 51
Bảng 3.3: Số liệu xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 24h 52
Bảng 3.4: Số liệu xử lý P giai đoạn xử lý tải trọng 24h 53
Bảng 3.5: Số liệu xử lý N giai đoạn xử lý tải trọng 24h 54
Bảng 3.6: Số liệu xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 12h 55
Bảng 3.7: Số liệu xử lý P giai đoạn xử lý tải trọng 12h 56
Bảng 3.8: Số liệu xử lý N giai đoạn xử lý tải trọng 12h 57
Bảng 3.9: Số liệu xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 6h 58
Bảng 3.10: Số liệu xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 4h 59
Bảng 3.11: Số liệu xử lý P giai đoạn xử lý tải trọng 4h 61
Bảng 3.12: Số liệu xử lý N giai đoạn xử lý tải trọng 4h 62
Trang 12Bảng 3.13: Số liệu xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 2h 63
Bảng 3.14: Số liệu xử lý P giai đoạn xử lý tải trọng 2h 64
Bảng 3.15: Số liệu xử lý N giai đoạn xử lý tải trọng 2h 65
Bảng 3.16: Số liệu COD ứng với thời gian lưu nước 66
Bảng 3.17: Số liệu N ứng với thời gian lưu nước 67
Bảng 3.18: Số liệu xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 24h 68
Bảng 3.19: Số liệu xử lý N giai đoạn xử lý tải trọng 24h 69
Bảng 3.20: Số liệu xử lý P giai đoạn xử lý tải trọng 24h 70
Bảng 3.21: Số liệu xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 12h 71
Bảng 3.22: Số liệu xử lý N giai đoạn xử lý tải trọng 12h 72
Bảng 3.23: Số liệu xử lý P giai đoạn xử lý tải trọng 12h 73
Bảng 3.24: Số liệu xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 6h 74
Bảng 3.25: Số liệu xử lý N giai đoạn xử lý tải trọng 6h 75
Bảng 3.26: Số liệu xử lý P giai đoạn xử lý tải trọng 6h 76
Bảng 3.27: Số liệu xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 4h 78
Bảng 3.28: Số liệu xử lý N giai đoạn xử lý tải trọng 4h 79
Bảng 3.39: Số liệu COD ứng với thời gian lưu nước 80
Trang 13DANH MỤC ĐỒ THỊ, HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến thủy hải sản đông lạnh 9
Hình 1.2: Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến thủy hải sản đông lạnh dạng chín 11
Hình 1.3: Quy trình chế biến sản phẩm đồ hộp cá 13
Hình 1.4: Sơ đồ công nghệ chế biến thuỷ sản khô 14
Hình 1.5: Sơ đồ công nghệ chế biến bột cá theo phương pháp công nghiệp 15
Hình 1.6: Sơ đồ dây chuyền chế biến thủy hải sản nói chung 17
Hình 1.7 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy sản áp dụng công nghệ sinh học hiếu khí với bùn hoạt tính lơ lửng 29
Hình 1.8 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy sản áp dụng công nghệ sinh học kỵ khí kết hợp hiếu khí 29
Hình 1.9 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy sản áp dụng quá trình hóa lý và công nghệ sinh học hiếu khí 30
Hình 2.1: Chu trình Nitơ trong tự nhiên 31
Hình 2.2: Quá trình chuyển hóa Nitơ trong nước thải 40
Hình 2.3: Sơ đồ dây chuyên xử lý Nitơ trong nước thải – Quá trình hậu phản 42
Hình 2.4: Sơ đồ dây chuyên xử lý Nitơ trong nước thải – Quá trình tiền phản 43
Hình 2.5: Sơ đồ dây chuyên xử lý Nitơ trong nước thải – Kết hợp 2 quá trình tiền phản và hậu phản 44
Hình 2.6: Sơ đồ dây chuyên xử lý Nitơ trong nước thải – Kênh oxi hóa tuần hoàn 45
Hình 2.7: Sơ đồ dây chuyên xử lý Nitơ trong nước thải – Bể SBR 46
Hình 2.8: Các giai đoạn hoạt động trong bể SBR 46
Trang 14Hình 3.1: Bản phác thảo 3D mô hình thí nghiệm và mô hình thực tế xây dựng tại
phòng thí nghiệm 48
Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý COD ở giai đoạn thích nghi 52
Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 24h 53
Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý P giai đoạn xử lý tải trọng 24h 54
Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý N giai đoạn xử lý tải trọng 24h 55
Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 12h 56
Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý P giai đoạn xử lý tải trọng 12h 57
Hình 3.8: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý N giai đoạn xử lý tải trọng 12h 58
Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 6h 59
Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 4h 60
Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý P giai đoạn xử lý tải trọng 4h 61
Hình 3.12: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý N giai đoạn xử lý tải trọng 4h 62
Hình 3.13: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 2h 64
Hình 3.14: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý P giai đoạn xử lý tải trọng 2h 65
Hình 3.15: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý N giai đoạn xử lý tải trọng 2h 66
Hình 3.16: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý COD theo thời gian lưu nước 67
Hình 3.17: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý N theo thời gian lưu nước 68
Hình 3.18: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 24h 69 Hình 3.19: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý N giai đoạn xử lý tải trọng 24h 70
Hình 3.20: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý P giai đoạn xử lý tải trọng 24h 71
Hình 3.21: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 12h 72 Hình 3.22: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý N giai đoạn xử lý tải trọng 12h 73
Trang 15Hình 3.23: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý P giai đoạn xử lý tải trọng 12h 74 Hình 3.24: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 6h 75 Hình 3.25: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý N giai đoạn xử lý tải trọng 6h 76 Hình 3.26: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý P giai đoạn xử lý tải trọng 6h 77 Hình 3.27: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 4h 78 Hình 3.28: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý N giai đoạn xử lý tải trọng 4h 79 Hình 3.29: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý COD theo thời gian lưu nước 80
Trang 16MỞ ĐẦU
1 Đặt vấn đề
Trong nhiều thập niên qua ngành nuôi trồng, chế biến, và xuất khẩu thủy sản trên cả nước đã phát triển mạnh mẽ đặc biệt ở khu vực ĐBSCL, biến nơi đây thành một vùng trọng điểm về nuôi trồng thủy sản cho tiêu dùng và xuất khẩu của cả nước Để đáp ứng nhu cầu phát triển của ngành, hiện khu vực ĐBSCL có khoảng
189 nhà máy chế biến thủy sản, tổng công suất chế biến 1,2 triệu tấn/ năm Hàng năm thải ra môi trường khối lượng chất thải rất lớn gồm cả chất thải rắn (khoảng 1 triệu tấn), lỏng (khoảng 10 triệu m3) và khí đe doạ môi trường của vùng ĐBSCL Lượng chất thải này cần phải được xử lý trước khi thải vào môi trường Đối với ngành chế biến thủy hải sản, các công nghệ xử lý nước thải đang được triển khai thường áp dụng các quá trình sinh học hiếu khí truyền thống như bùn hoạt tính, lọc sinh học Tuy nhiên các công nghệ truyền thống đang được sử dụng vẫn chưa đạt được hiệu quả cao để có thể đáp ứng yêu cầu của các doanh nghiệp và xã hội về các
khía cạnh kỹ thuật, kinh tế và môi trường
Ngày nay, sự phát triển nhanh của nền kinh tế dẫn đến sự cải thiện về mức sống của người dân nhưng cần phải quan tâm sâu sắc đến khía cạnh môi trường để đảm bảo sự phát triển bền vững trong tương lai và tăng tính cạnh tranh của sản phẩm Vì vậy xây dựng các công trình xử lý nước thải phải đạt các yêu cầu về chất lượng nguồn nước xả ra và giảm thiểu chi phí đầu tư Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải thấp hơn giá trị giới hạn cho phép quy định khi xả ra các loại nguồn nước
mặt khác nhau
Một trong những chỉ tiêu cần phải đạt được là hàm lượng Nitơ trong nước thải Theo QCVN 11:2008/BTNMT – quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp chế biến thủy sản thì tổng N không lớn hơn 30mg/l với nguồn loại A và 60mg/l với nguồn loại B Hàm lượng Nitơ trong nước thải cao làm ảnh hưởng đến
Trang 17sức khỏe con người, đến môi trường và với các quá trình xử lý khác trong trạm xử
lý nước thải
Từ thực trạng đó, với mong muốn đóng góp một phần nhỏ của cá nhân vào công tác quản lý kỹ thuật dòng thải, dưới sự hướng dẫn của ThS Lâm Vĩnh Sơn đề
tài “Nghiên cứu hiệu quả xử lý Nitơ trong nước thải thủy sản bằng mô hình kỵ -
hiếu khí kết hợp cải tiến” ra đời
2 Mục đích nghiên cứu:
- Xác định hiệu quả xử lý COD, N, P trong nước thải thủy sản tại các tải trọng
khác nhau, từ đó xác định tải trọng tối ưu
- Xác định thông số động học của quá trình
3 Nội dung nghiên cứu:
- Tổng quan về nước ngành chế biến thủy sản và vấn đề môi trường
- Tổng quan về Nitơ và một số phương pháp xử lý hiện nay
- Xây dựng mô hình và vận hành mô hình tại phòng thí nghiệm với nhiều tải
trọng khác nhau
- Xử lý số liệu thực nghiệm và đưa ra kết luận về khả năng xử lý COD, N, P
của mô hình
4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Nước thải thủy sản của doanh nghiệp tại khu công nghiệp Long Hậu
- Sử dụng mô hình kỵ - hiếu khí kết hợp cải tiến ở quy mô phòng thí nghiệm
5 Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp thu thập tài liệu: dữ liệu được thu thập từ kết quả nghiên cứu,
các tài liệu và các trang web liên quan
Trang 18- Phương pháp khảo sát thực địa: tiến hành khảo sát vể tính chất và thành phần
nước thải
- Phương pháp xây dựng mô hình: vận hành mô hình mô phỏng ở quy mô
phòng thí nghiệm để xử lý nước thải
- Phương pháp phân tích: các thông số đo và phương pháp phân tích tương
ứng bảng sau:
Trang 19CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN VỀ NGÀNH THỦY SẢN VÀ CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG
1.1 Tổng quan ngành chế biến thủy sản
Ngành thủy hải sản Việt Nam đóng vai trò quan trọng trong sự nghiệp phát triển kinh tế đất nước Quy mô của ngành thủy sản cũng tăng lên không ngừng trong nền kinh tế quốc dân Có thể nói ngành thủy hải sản đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp thực phẩm cho người dân, không những thế nó còn là một ngành kinh
tế tạo cơ hội công ăn việc làm cho cộng đồng Ngoài ra ngành đã lập được nhiều chương trình xóa đói giảm nghèo bằng việc phát triển các mô hình nuôi trồng thủy sản đến vùng sâu, vùng xa, chuyển dịch cơ cấu nông nghiệp nông thôn, tạo nghề nghiệp mới, tăng hiệu quả sử dụng đất đai
Theo số liệu của Tổ chức Nông Lương Liên hợp quốc (FAO, 2007) sản lượng nuôi trồng thuỷ sản năm 2006 của thế giới là 63 triệu tấn Trong đó, Việt Nam cung cấp gần 1,7 triệu tấn, ở vị trí thứ 5, sau Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia và Philippines Theo tổng cục thuỷ Sản, đây chỉ là thứ tự xếp theo tổng lượng thuỷ sản nuôi Nếu xét về sản lượng động vật nuôi trồng, Việt Nam đứng thứ ba chỉ sau Trung Quốc và Ấn Độ Ngoài ra, cũng theo số liệu của FAO, Việt Nam đứng thứ 12 trên thế giới về cung cấp sản lượng thủy sản khai thác, thứ 9 trên thế giới về xuất khẩu thuỷ sản Vị trí này có thể đã tăng sau khi thuỷ sản đạt kim ngạch xuất khẩu 3,35 triệu USD trong năm 2006
Năm 2007, tổng sản lượng thuỷ sản ước đạt gần 4 triệu tấn, giá trị xuất khẩu đạt 3,7 tỷ USD Hiện nay Việt Nam là một trong 10 nước xuất khẩu thuỷ sản lớn nhất thế giới với nhiều mặt hàng xuất khẩu sang 128 quốc gia
Trang 201.1.1 Tình hình chế biến thuỷ sản
Chế biến thuỷ sản được hiểu là chế biến tất cả các loài thuỷ sản nước ngọt, nước lợ và nước mặn thu hoạch từ hoạt động khai thác thuỷ sản và nuôi trồng thuỷ
sản Chế biến thuỷ sản được phân thành hai nhóm sau:
Chế biến phục vụ tiêu dùng nội địa: Là hoạt động chế biến thuỷ sản nhằm
phục vụ nhu cầu tiêu thụ trong nước Những năm trước đây, do phải nhập dây chuyền đồng bộ từ nước ngoài nên chi phí cho hoạt động chế biến nội địa tương đối cao, giá thành sản phẩm không phù hợp với sức mua của người dân trong nước Gần đây, ngành thuỷ sản đã chủ động phát triển công nghiệp cơ điện lạnh phục vụ thiết
bị cho chế biến thuỷ sản nội địa nên tình trạng này đã được khắc phục Mặt khác, do mức thu nhập tăng nên nhu cầu tiêu thụ cũng tăng theo, nhiều sản phẩm thuỷ sản
chế biến đã không còn phân biệt ranh giới giữa tiêu dùng nội địa và xuất khẩu
Chế biến sản phẩm xuất khẩu: Là hoạt động chế biến thuỷ sản nhằm mục tiêu
xuất khẩu để thu ngoại tệ Chế biến xuất khẩu là lĩnh vực phát triển rất nhanh Hệ thống các nhà máy chế biến xuất khẩu năm 2001 là 272 nhà máy với năng lực thu hút nguyên liệu khoảng 500 nghìn tấn/năm Đến năm 2003, cả nước có 332 cơ sở chế biến thuỷ sản Chất lượng sản phẩm thuỷ sản không ngừng được nâng lên do các cơ sở chế biến ngày càng hiện đại, công nghiệp tiên tiến, quản lý theo tiêu chuẩn quốc tế
1.1.2 Tình hình xuất khẩu sản phẩm thuỷ sản
Trong nhiều năm qua, ngành chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam đã nhanh chóng hoàn thành và hoàn thành vượt 4,3% so với mục tiêu kế hoạch 3,6 tỷ USD do Chính phủ đề ra Theo số liệu sơ bộ của Tổng cục Hải quan VN, năm 2007, xuất khẩu thủy sản của cả nước đã đạt khoảng 925 nghìn tấn trị giá 3,756 tỷ USD, tăng 12,2% về khối lượng và 14% về giá trị so với năm 2006 Tuy nhiên, trị giá xuất khẩu trên khi được bổ sung đầy đủ rất có thể đạt đến mức 3,8 tỷ USD
Trang 21Về mặt cơ cấu sản phẩm: Cơ cấu sản phẩm xuất khẩu của Việt Nam đã có
nhiều thay đổi trong thời gian hơn 2 thập kỷ qua Năm 1986 hàng thuỷ sản xuất khẩu của Việt Nam chủ yếu dưới dạng nguyên liệu sơ chế đông lạnh, trong đó tôm chiếm tới 64%, xuất khẩu cá không đáng kể Đến năm 2003, xuất khẩu cá đã chiếm 1/3 khối lượng và 1/5 kim ngạch xuất khẩu Năm 2005, Việt Nam xuất khẩu 258,25 nghìn tấn cá các loại (chiếm tới 40,91% khối lượng xuất khẩu) gồm các mặt hàng cá đông lạnh, cá khô, và sản phẩm cá có giá trị gia tăng khác, thu về 691,94 triệu USD (25,36% kim ngạch xuất khẩu thuỷ sản) Tuy nhiên, tôm đông lạnh vẫn duy trì được
vị trí là mặt hàng xuất khẩu hàng đầu, chiếm gần 1/2 kim ngạch xuất khẩu, tiếp theo
là cá đông lạnh với tỷ trọng xấp xỉ 22% Mặt hàng mực, bạch tuộc đứng vị trí thứ ba chiếm 5 – 7%, tỷ trọng hàng khô có xu hướng giảm (11,7% năm 2001 xuống còn 5,83% năm 2005) Các sản phẩm thuỷ sản xuất khẩu theo các năm gần đây của Việt Nam được liệt kê trong bảng 1.1
Bảng 1.1: Tình hình xuất khẩu thuỷ sản của Việt Nam từ năm 2002 đến năm 2006
khác ″ 115160,11 141798,66 108802,32 148611,5 146687,2
Trang 22sống
Mực đông
lạnh ″ 28561,54 21462,05 26726,62 27945,8 34991,7 Mực khô ″ 18920,44 9902,55 9793,97 11806,3 12063
Tôm đông
lạnh ″ 114579,98 124779,6 141122,03 149871,8 153172,9 Tôm hùm,
Xuất khẩu tấn 458657,98 482066,77 531325,85 636379,7 821680
(Nguồn: Tổng cục thống kê, 2007)
1.2 Quy trình chế biến thủy hải sản điển hình ở Việt Nam hiện nay
Hiện nay ngành công nghiệp chế biến thủy hải sản có rất nhiều loại hình công nghệ sản xuất khác nhau, tuỳ theo loại hình và đặc tính của từng loại sản phẩm cần sản xuất mà mỗi doanh nghiệp lựa chọn cho mình một loại hình công nghệ thích hợp Đưa vào quy trình công nghệ sản xuất của mỗi loại sản phẩm đó và cũng như đặc trưng công nghệ sử dụng có một số loại hình công nghệ sau:
- Công nghệ chế biến thuỷ sản đông lạnh
- Công nghệ chế biến thuỷ sản đóng hộp
- Công nghệ chế biến thuỷ sản khô
Trang 231.2.1 Công nghệ chế biến thuỷ sản đông lạnh
Dựa vào công nghệ sản xuất, sản phẩm từ quá trình CBTS đông lạnh được phân thành hai dạng chính như sau:
Sản phẩm đông lạnh dạng tươi (không qua xử lý nhiệt trong quá trình chế biến)
Sản phẩm đông lạnh dạng chín (Có qua xử lý nhiệt trong quá trình chế biến)
1.2.1.1 Công nghệ CBTS đông lạnh dạng tươi
Các sản phẩm đông lạnh dạng tươi bao gồm: Tôm, cá, mực, bạch tuộc, ghẹ, nghêu…Các sản phẩm này được cấp đông ở dạng khối (block) hoặc dạng nguyên con (IQF) bằng tủ đông tiếp xúc, hầm đông gió hoặc băng chuyền Sau đó bảo quản sản phẩm trong kho đông lạnh ở nhiệt độ dưới -18oC
Đặc điểm của công nghệ CBTS đông lạnh là nguyên liệu sử dụng phải đảm bảo
độ “tươi”, không có dấu hiệu ươn hỏng, tương đối đồng đều về kích thước và nguyên vẹn không dập nát Nhu cầu sử dụng nguyên liệu thường dao động từ 1,4 ÷
3 tấn/tấn sản phẩm đối với các loại: Cá, tôm, mực, bạch tuộc Lượng nước sử dụng khoảng 30 ÷ 80 m3/tấn sản phẩm với chế độ dùng nước gần như liên tục trong suốt quá trình chế biến
Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến sản phẩm thuỷ sản tươi đông lạnh được mô
tả trong hình 1.1
Trang 24( Nguồn: Công nghệ chế biến thực phẩm thủy hải sản, tập 1 và 2 Nhà xuất bản
Thủy sản, 1990)
Hình 1.1: Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến thủy hải sản đông lạnh
Nước ngưng Nước thải
Hoá chất khử trùng (Clorin, Javen)
Nước thải Sản xuất nước
Nước
Nước sạch
Nguyên liệu (Tôm, cá,mực…)
Xếp khuôn, cấp đông (dạng Block, IQF)
Tách khuôn, bao gói (vào túi PE, đóng hộp cacton)
Bảo quản sản phẩm (to≤-20oC, tôm cá mực, Block, IQF) Nước đá
Trang 251.2.1.2 Sản phẩm thuỷ sản đông lạnh dạng chín
Nhìn chung, sản phẩm đông lạnh dạng chín về cơ bản không có sự khác biệt so với sản phẩm đông lạnh dạng tươi ngoại trừ công đoạn xử lý nhiệt nguyên liệu bằng thiết bị gia nhiệt, nồi hơi… Quy trình công nghệ chế biến sản phẩm thuỷ sản đông lạnh dạng chín được mô tả trong hình 1.2
Trang 26Xếp khuôn, cấp đông (dạng Block, IQF)
Luộc hoặc nhúng theo mẻ
Làm mát (to≤50C)
Tách khuôn, bao gói (vào túi PE, đóng hộp cacton)
Bảo quản sản phẩm (to≤-20oC, tôm cá mực, Block,IQF)
Nước
Xử lý: bóc vỏ tôm, cắt khoanh mực…
Nước sạch
Hơi nước
Nước đá
Hoá chất khử trùng (Clorin, Javen)
Nước thải Nước thải
Nước thải
Nước ngưng
Trang 271.2.2 Công nghệ chế biến thủy sản đóng hộp
Sản phẩm đồ hộp thuỷ sản chủ yếu hiện nay là các loại đồ hộp cá như: Cá ngừ,
cá trích, cá thu… Các sản phẩm đồ hộp từ giáp xác, nhuyễn thể cũng mới được các
cơ sở chế biến đồ hộp sản xuất trong thời gian gần đây Lượng cá nguyên liệu đưa vào chế biến từ 2,5 – 2,9 tấn/tấn sản phẩm Nhu cầu nước sử dụng cho quy trình chế biến cá hộp thường từ 35 –50m3/tấn sản phẩm Quy trình công nghệ chế biến sản phẩm đồ hộp cá được thể hiện trong hình 1.3
Trang 28(Nguồn: Công nghệ chế biến thực phẩm thủy hải sản tập 1 và 2 Nhà xuất bản Thủy
Tách da, xương, Phi-lê, làm sạch
Ghép nắp, rửa sạch
Cắt khúc, xếp hộp
Bổ sung dầu, gia vị
Bảo quản sản phẩm (to≤-20oC, tôm cá mực, Block,IQF)
Nguyên liệu phối chế
và phụ gia (agar, nước dùng, dầu mỡ,
cà chua, gia vị,…)
Trang 291.2.3 Công nghệ chế biến sản phẩm thuỷ sản khô
Công nghệ chế biến sản phẩm khô với 2 dạng sản phẩm tương đối khác biệt nhau: sản phẩm thủy sản khô và sản phẩm bột cá chăn nuôi
1.2.3.1 Sản phẩm thuỷ sản khô
Sản phẩm thuỷ sản khô gồm 2 loại chính sau:
▪ Sản phẩm khô sơ chế, khô tẩm gia vị: Bao gồm các dạng như mực khô,
cá cơm khô, cá bò khô tẩm gia vị
▪ Sản phẩm khô tẩm gia vị ăn liền
Chế biến sản phẩm thuỷ sản khô nói chung thuộc loại công nghệ đơn giản, không được chứa nhiều mỡ và không đòi hỏi quá cao về “độ tươi” Nguyên liệu là các loại cá, tôm, ruốc, mực… Nguyên liệu sau khi xử lý tách bỏ các phần thừa, rửa sạch, loại bỏ tạp chất sẽ được làm khô Sơ đồ quy trình chế biến sản phẩm khô xuất khẩu nêu trong hình 1.4
(Nguồn: Công nghệ chế biến thực phẩm thủy hải sản tập 1 và 2 Nhà xuất bản Thủy
sản,1990)
Hình 1.4: Sơ đồ công nghệ chế biến thuỷ sản khô
Nguyên liệu (tôm, mực, cá…
Ngâm tẩm các loại
Nước,
hơi nước
Xử lý nguyên liệu, rửa, loại tạp chất
Luộc nguyên liệu, làm nguội
Phơi khô hoặc sấy Phân hạng, bao
gói, bảo quản
Nước thải
Nước thải Nước
Trang 301.2.3.2 Công nghệ chế biến bột cá
Bột cá là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất thức ăn chăn nuôi, thức ăn tôm,
cá Nhìn chung, bột cá thường được sản xuất từ các loại cá có giá trị kinh tế thấp, có chất lượng kém, không còn tươi Nguồn nguyên liệu chủ yếu là các loại cá tạp, nhỏ
có giá trị dinh dưỡng, độ tươi, phẩm cấp thấp và những phế liệu trong CBTS như: đầu, xương cá, vảy, da cá… Công nghệ chế biến bột cá cũng có sự đầu tư lớn, bên cạnh nhiều cơ sở chế biến thủ công sử dụng nguồn nguyên liệu được phơi tự nhiên, chất lượng thấp được cơ sở mua về sấy lại và xay nghiền trên những thiết bị thủ công thì gần đây đã có nhiều dây chuyền chế sản xuất theo phương pháp công nghiệp (có hấp chín, ép nước và sấy khô) Trong quá trình chế biến, nước nguyên liệu tách ra từ thiết bị ép khoảng 1,9m3/tấn sản phẩm Sơ đồ quy trình chế biến bột
cá chăn nuôi nêu trong hình 1.5
(Nguồn: Công nghệ chế biến thực phẩm thủy hải sản tập 1& 2 Nhà xuất bản Thủy
sản,1990)
Hình 1.5: Sơ đồ công nghệ chế biến bột cá theo phương pháp công nghiệp
Ngô, đỗ các loại
Rửa nguyên liệu loại bỏ tạp chất
Trang 311.3 Vấn đề môi trường trong các doanh nghiệp chế biến thủy sản
Trong thời gian qua ngành thuỷ sản đã có những bước phát triển mạnh trong tất
cả các lĩnh vực sản xuất và trở thành một trong những ngành kinh tế chủ đạo với giá trị xuất khẩu đứng thứ 3 trong ngành kinh tế Sự phát triển toàn diện trên tất cả các lĩnh vực sản xuất như đánh bắt, nuôi trồng, chế biến, sản xuất giống, cảng cá và các dịch vụ nghề các khác đã tạo khoảng 4 triệu việc làm, góp phần chuyển dịch cơ cấu trong nông nghiệp và nông thôn cũng như xoá đói giảm nghèo cho hàng triệu người lao động nông thôn khác Tuy nhiên chính hoạt động này đã làm tăng lượng chất thải đổ ra môi trường
Như đã trình bày ở trên thì tất cả các công nghệ chế biến thủy hải sản điều sinh
ra chất thải Dây chuyền chế biến trên thực tế sẽ thay đổi đôi chút vì còn phụ thuộc loại sản phẩm, cách chế biến Tuy nhiên ta có thể tổng hợp tất cả các giản đồ trên để
có cái nhìn bao quát nhất
Trang 32Hình 1.6: Sơ đồ dây chuyền chế biến thủy hải sản nói chung
Từ sơ đồ trên, có thể thấy các vấn đề ô nhiễm phát sinh trong rất nhiều khâu của
quá trình chế biến sản phẩm, điển hình là:
Loại bỏ da xương, máu, nước đầu, ruột, thịt cá ươn (CTR, Nước Mùi )
Sản phẩm cụ thể Loại bỏ thịt ươn, tỉa sạch, nước thải
Nước mắm, nước sốt cá, dầu, thịt cá ươn, bao bì không dùng, nước ngưng…
Đồ phế thải,quá hạn sử dụng, sản phẩm bị trả lại (CTR )
Nước
Nước, hơi nước,
nước đá
Qúa trình chế biến
Tươi Đóng lạnh Vô lon
Phân loại và rửa sạch
Chuẩn bị: làm cá đánh vảy, lấy thịt phile, bỏ da và
làm sạch ruột
Làm sạch và kiểm tra lại
Giai đoạn thành phẩm Nước sốt cá, nước mắm…
Giai đoạn đóng hộp: Đông lạnh, vô, đóng chai, nghiền Sản phẩm đánh bắt được
Đóng gói và gửi đi
Trang 331.3.1 Ô nhiễm bởi các chất thải rắn và tác động của chúng
Cũng như các hoạt động sản xuất công nghiệp khác, hoạt động trong ngành công nghiệp chế biến thủy sản đã đưa vào môi trường nhiều loại rác thải có thành phần khác nhau, tùy theo quy mô, sản lượng và mặt hàng sản xuất của cơ sở chế biến
Chất thải rắn phát sinh ra trong ngành công nghiệp CBTS thường tập trung ở 2 nguồn chủ yếu: chất thải rắn sản xuất (chủ yếu) và chất thải rắn sinh hoạt
1.3.1.1 Chất thải rắn trong quá trình sản xuất
Nguồn phát sinh chất thải sản xuất tập trung ở công đoạn xử lý nguyên liệu và chế biến sản phẩm:
+ Phế thải từ nguyên liệu (tôm, cá, mực, cua, ghẹ…) có thành phần hữu cơ chủ yếu như protein, lipit…và thành phần vô cơ như Canxi, Kali, Magie… và nước + Nguyên liệu, bán thành phẩm và sản phẩm dễ ươn bị hỏng hơn các thực phẩm khác, nếu không bảo quản lạnh đúng cách thì cá sẽ nhanh hỏng, thịt cá trở nên nhão và rời rạc, các miếng thịt cá dễ bị nát, sản phẩm hỏng sẽ góp phần làm tăng lượng thải bỏ
+ Các vụn phế liệu thuỷ sản dễ bị phân huỷ bởi nhiều loại vi sinh vật làm phát sinh các khí độc hại như: Indol, Scatol, Mecaptan,…
+ Chất thải rắn thường bị cuốn trôi theo dòng nước thải Do đó làm tăng nồng độ và tải lượng các chất ô nhiễm trong nước
Ngoài phế liệu thuỷ sản, tại các cơ sở sản xuất còn có thể có các thành phần chất thải rắn khác như: Giấy bao gói, túi PE, vỏ hộp cacton… từ đóng gói sản phẩm; tro xỉ than từ lò hơi cấp nhiệt; vỏ thùng; vỏ hộp, palet gỗ… từ vận chuyển nguyên, nhiên vật liệu, từ các công đoạn sản xuất và phụ trợ
Trang 341.3.1.2 Chất thải rắn sinh hoạt
Lượng rác thải sinh hoạt chiếm tỷ lệ rất nhỏ so với lượng phế thải sản xuất và thường không vượt quá 10% tổng lượng rác thải của cơ sở chế biến
Thành phần của chất thải sinh hoạt chủ yếu là rác thải văn phòng, rác thải nhà
ăn, bao bì, túi nilon… với định mức phát sinh trung bình là 0,8 kg/đầu người/ngày Lượng chất thải này không lớn, lại dễ quản lý, thu gom, và xử lý (hợp đồng thông qua công ty môi trường đô thị) không có tác động đáng kể tới môi trường
1.3.1.3 Tổng lượng chất thải rắn phát sinh
Công nghệ CBTS tạo ra một lượng lớn CTR ước tính từ 0,05 4 tấn/tấn sản phẩm, trong đó bị phân tán và trộn lẫn vào nước thải chiếm khoảng 4 5% tổng tải lượng này Lượng phế thải thuỷ sản phụ thuộc rất nhiều vào đặc tính nguyên liệu như: chủng loại, kích cỡ, độ tươi, hình dáng cấu tạo… cũng như trình độ về thiết bị công nghệ sản xuất Khối lượng phế thải trung bình tính trên một đơn vị sản phẩm chủ yếu của các loại hình công nghệ sản xuất điển hình được nêu trong bảng 1.2 Bảng 1.2: Lượng phế thải trung bình cho một tấn sản phẩm thuỷ sản
STT Công nghệ chế biến Loại sản phẩm Lượng phế thải
Trang 35(Nguồn: Báo cáo cơ sở khoa học của Viện xây dựng quy chế bảo vệ môi trường
trong công nghiệp chế biến thủy sản, Bộ Thủy sản, 2000)
1.3.1.4 Tác động môi trường của chất thải rắn
Chất thải rắn nói chung (sinh hoạt và công nghiệp) nếu lưu trữ và vận chuyển
xử lý không đúng quy định chúng sẽ phân hủy hoặc không phân hủy làm gia tăng nồng độ các chất dinh dưỡng, tạo ra các hợp chất vô cơ, hữu cơ độc hại làm ô nhiễm nguồn nước, gây hại cho hệ vi sinh vật đất, các sinh vật thủy sinh trong nước hay tạo điều kiện cho vi khuẩn có hại, ruồi muỗi phát triển và là nguyên nhân gây các dịch bệnh gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người
Chất thải rắn của các cơ sở CBTS do có hàm lượng dinh dưỡng cao nên đều có thể được thu gom tái sử dụng để chế biến các phụ phẩm khác như thức ăn gia súc, phân bón, chiết tách hoá chất…Cơ sở chế biến có thể thu gom bán lại cho các đơn
vị, cá nhân khác hoặc đầu tư cho các dây chuyền chế biến phụ phẩm
1.3.2 Ô nhiễm không không khí trong các cơ sở chế biến thủy sản và tác hại
Các loại hơi khí độc, mùi hôi tanh là những đặc trưng chủ yếu gây ô nhiễm môi trường không khí vùng làm việc và khu vực xung quanh các cơ sở CBTS với phạm
Trang 36vi và mức độ ảnh hưởng rất khác nhau phụ thuộc vào loại hình, trình độ công nghệ cũng như các điều kiện vệ sinh công nghiệp Bên cạnh đó, nhóm các yếu tố vi khí hậu (nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió) và vật lý có hại (tiếng ồn, độ rung) tùy theo mức
độ, tình trạng thiết bị sẽ có những biểu hiện gây ô nhiễm với tác động diễn ra chủ yếu trong môi trường lao động
Các chất thải rắn phát sinh trong quá trình chế biến thủy sản, khi có mặt trong nước dưới tác dụng của các vi khuẩn có trong môi trường và các enzim nội tại trong phế liệu, các hợp chất phức tạp như protein, lipid, hydratcarbon sẽ bị phân hủy trong điều kiện hiếu khí, kị khí, thiếu khí tạo các chất khí có mùi hôi thối như axit béo không no, Mercaptan, CH4, H2S, Indol, Skatol, NH3, Methylamin
Quá trình phân hủy các chất thải hữu cơ bao gồm các quá trình lên men chua, lên men thối, lên men mốc vàng, mốc xanh, có mùi ôi, thiu, hôi thối Quá trình này
có thể do các vi sinh vật tiết ra các enzim hỗn hợp hoặc đơn lẽ thực hiện
Quá trình phân hủy kị khí, hiếu khí và tùy tiện có thể xảy ra độc lập hoặc kết hợp xen kẻ nhau, để tạo ra các chất độc hại ở dạng hòa tan trong nước hoặc ở dạng khí phát tán trong không khí, gây ô nhiễm khí như vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, các khí có mùi nặng như CH4, H2S, Indol, Skatol, các mercaptan, các hợp chất cacboxyl, các axit cacboxilic
Sự tạo ra các chất khí ô nhiễm còn có thể diễn ra khi tiến hành công nghệ chế biến các sản phẩm hun khói, các sản phẩm thủy sản sấy khô, phơi khô, sản phẩm tẩm gia vị và sản xuất nước mắm cao đạm, cô đặc bằng phương pháp sấy, làm khô
và cô đặc trực tiếp Sau quá trình chế biến các sản phẩm này thì các chất khí ô nhiễm được tạo thành và phát tán trong không khí như các khí CO2, hơi nước, CO,
NH3… và rất nhiều các chất hữu cơ dễ bay hơi được tạo thành (VOC) như các axit cacboxilic, các loại alcol, các andehyt, xeton, các hydrocacbon no, không no, thơm, các phenol, furan, các este
Dầu, mỡ sau khi rán các sản phẩm tẩm gia vị cũng tạo ra ô nhiễm khí do sự oxy hóa các axit béo no, chưa no thành các Hidroperoxit trung gian và cuối cùng tạo ra
Trang 37các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi như rượu, xeton, aldehit và axit, các cetoaxit, tạo nên mùi ôi, thối, đắng, khét, rất độc hại cho sức khỏe con người và môi trường
1.3.3 Ô nhiễm bởi nước thải trong các cơ sở chế biến thủy sản
Nước thải là một trong những vấn đề môi trường lớn nhất trong công nghiệp CBTS bao gồm:
- Nước thải trong quá trình sản xuất
- Nước thải vệ sinh nhà xưởng
- Nước thải sinh hoạt
Trong đó cần đặc biệt quan tâm đến khối lượng và mức độ ô nhiễm nước thải trong quá trình sản xuất Thực tế sản xuất cho thấy đặc trưng nước thải, khối lượng nước thải phụ thuộc vào công nghệ, thiết bị cũng như các giải pháp quản lý sản xuất, định mức sử dụng nước
1.3.3.1 Nước thải sinh hoạt
Gồm nước thải từ nhà vệ sinh công cộng, nước rửa tay công nhân, nhà ăn Nước thải này chứa hàm lượng các chất hữu cơ (lơ lửng và hoà tan), dầu mỡ, vi trùng… Tỷ trọng chiếm từ 10 ÷ 15% tổng lượng nước thải của các cơ sở Tuy nước thải sinh hoạt có mức độ ô nhiễm không cao nhưng cũng cần được xử lý để đạt tiêu chuẩn quy định trước khi xả vào nguồn tiếp nhận
1.3.3.2 Nước thải vệ sinh nhà xưởng
Đây là lượng nước thải sau khi sử dụng cho việc vệ sinh nhà xưởng, các trang thiết bị, dụng cụ chế biến, bảo quản, vệ sinh kho lạnh, thiết bị cấp đông…Thành phần của lượng nước thải này bên cạnh việc có chứa các chất hữu cơ giàu đạm, lipit… của nguyên liệu thuỷ sản còn chứa các thành phần của các hoá chất tẩy rửa, khử trùng đã được sử dụng trong quá trình vệ sinh Lượng nước thải này trong thực
tế thường được thải cùng với nước thải sản xuất
Trang 381.3.3.3 Nước thải trong quá trình sản xuất
Loại nước thải này chiếm tỷ trọng lớn nhất và có mức độ ô nhiễm cao nhất trong các loại nước thải của cơ sở CBTS (80 – 90%) Nước thải sản xuất bao gồm:
+ Nước thải trong quá trình sản xuất: Rửa nguyên liệu, rửa bán thành phẩm… Nước thải này chứa máu, nhớt, thịt vụn, tạp chất có hàm lượng chất hữu cơ cao giàu đạm, lipit, Nitơ, photpho, khoáng chất…
+ Nước thải từ khu vực rửa sàn tiếp nhận nguyên liệu, khu vực sản xuất và
vệ sinh công nghiệp như rửa dụng cụ, thiết bị sản xuất chứa nhiều chất hữu cơ giàu đạm của nguyên liệu thuỷ sản và các hoá chất tẩy rửa được sử dụng
+ Nước làm mát thiết bị, nước kỹ thuật, tách khuôn…chứa dầu mỡ bôi trơn Ngoài ra, nước thải sản xuất còn được pha Clorine (Canxi hypoclorat - Ca(OCl2)) để khử trùng và bảo quản sản phẩm
Mức độ ô nhiễm nước thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Quy mô sản xuất, đối tượng sản phẩm, công nghệ sản xuất, các giải pháp phòng ngừa, giảm thiểu ô nhiễm môi trường
Lưu lượng nước thải: Lượng nước thải sản xuất trong CBTS thường dao động
mạnh, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đặc tính nguyên liệu, loại hình, trình độ công nghệ chế biến… Lưu lượng dao động trung bình 30 – 70 m3/tấn thành phẩm đối với các mặt hàng tôm và 30 – 50 m3/tấn thành phẩm đối với mặc hàng cá và mực Phần lớn các cơ sở CBTS đông lạnh ở Việt Nam có quy mô sản xuất vừa và nhỏ với công suất chế biến thực tế 2 – 5 tấn thành phẩm/ngày với lượng nước thải sản xuất trung bình 100 – 400 m3/ngày So sánh với định mức trung bình trong CBTS của Mỹ, Canada, định mức nước sử dụng ở Việt Nam cao hơn trung bình 20 – 30% Ước tính tính tỷ lệ (%) đối với các công đoạn thải chính được thể hiện qua bảng 1.3
Trang 39Bảng 1.3: Các dạng nước thải công nghiệp chế biến thủy hải sản
2 Nước trong công đoạn xử lý nguyên liệu 35 – 45
3 Nước trong công đoạn vệ sinh thiết bị nhà xưởng 20 – 30
(Nguồn: Báo cáo hiện trạng Môi trường, Cục Thuỷ sản, 2007)
Qua các kết quả điều tra trong giai đoạn từ 1998 – 2002 của Tổng Cục Thuỷ Sản, lượng nước thải trung bình tính trên một đơn vị sản phẩm theo một số dạng công nghệ chế biến điển hình được nêu trong bảng 1.4
Bảng 1.4: Định mức nước thải trung bình cho 1 tấn sản phần thuỷ sản của một số
dạng công nghệ chế biến điển hình
Lượng nước thải (m3/tấn sản phẩm)
1 Chế biến sản phẩm đông lạnh 30 – 80
- Tôm, mực, cá philê, cua, ghẹ, sò 40 – 80
2 Chế biến thuỷ sản ăn liền xuất khẩu: 25 – 100
Trang 40- Sashimi 25 – 35
- Mực ống nhồi, ghẹ nhồi mai (chế biến từ
nguyên liệu tươi sống)
(Nguồn: Báo cáo hiện trạng Môi trường, Cục Thuỷ sản, 2007)
Đặc trưng nước thải CBTS: Thành phần chủ yếu của nước thải CBTS là
protein, chất béo trong đó chất béo là thành phần khó bị phân hủy bởi vi sinh vật Thành phần, tính chất nước thải công nghiệp CBTS thường thay đổi theo các mặt hàng của các cơ sở chế biến cũng như theo mùa vụ, công nghệ chế biến Nước thải CBTS còn chứa nhiều các thành phần hữu cơ tồn tại chủ yếu ở dạng keo, phân tán mịn, tạp chất lơ lửng tạo nên độ màu, độ đục cho dòng thải Do quá trình phân huỷ sinh học xảy ra nhanh nên nước thải thường có mùi khó chịu, độc hại với đặc trưng chủ yếu là những dạng sản phẩm phân huỷ trung gian của các hợp chất hữu cơ chứa
N, S như: Trimetylamin, Mercaptan, Amoniac, Sunfuahydro, Ure… Thành phần không tan và dễ lắng chủ yếu là các mảnh vụn xương thịt, vây, vảy từ quá trình chế biến và ngoài ra còn có các tạp chất vô cơ như cát sạn,… Đối với những nhóm sản phẩm đông lạnh, sản phẩm ăn liền và đồ hộp, trong nước thải thường chứa các loại hoá chất khử trùng, chất tẩy rửa từ vệ sinh nhà xưởng, thiết bị… Ngoài ra còn có thể