Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải thủy sản công ty thiên quỳnh, huyện đức hòa, tỉnh long an công suất 250m3ngày đêm

Trong số các ngành sản xuất công nghiệp, nước thải chế biến thủy sản là một nguồn nước thải đặm đặc các hợp chất hữu cơ như lipit, protein, các chất lơ lửng,… Trong quá trình rửa nguyên

GVHD: Ths VÕ HỒNG THI

LỜI CAM ĐOAN

Thưa quý thầy cô ! Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp của mình em

đã sưu tập sách báo, internet, tài liệu tham khảo, cùng với kiến thức lĩnh hội được trong thời gian ngồi trên ghế nhà trường cũng như trong quá trình công tác, em đã thực hiện xong đồ án tốt nghiệp của mình Đồ án được thưc hiện một cách tốt đẹp

là nhờ sự hướng dẫn tận tình của cô Võ Hồng Thi và sự giúp đỡ của bạn bè, cùng với nỗ lực của bản thân em đã tự thực hiện đồ án của mình mà không sao chép theo một tài liệu nào khác

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, cho em được bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy, cô trong khoa Môi

Trường và Công Nghệ Sinh Học của Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP

Hồ Chí Minh đã hướng dẫn, giúp đỡ, dìu dắt và truyền đạt cho em những kiến

thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường và quá trình

làm đồ án tốt nghiệp

Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này em xin gửi lời cám ơn chân thành và sâu sắc

nhất đến Cô Th.s Võ Hồng Thi, người đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá

trình thực hiện đề tài

Xin trân trọng gửi lời cám ơn tới gia đình, bạn bè những người luôn giúp đỡ và

đóng góp ý kiến giúp em trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp Cuối cùng,

em xin chúc toàn thể các thầy cô, gia đình và bạn bè sức khỏe, thành công và hạnh

phúc

Xin trân trọng cảm ơn !

SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Tiền

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KTCN TP.HCM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KHOA: MÔI TRƯỜNG & CN SINH HỌC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên : Nguyễn Thị Ngọc Tiền MSSV : 09B1080073

Ngành : Kỹ thuật Môi Trường Lớp : 09HMT1

1 Đầu đề đồ án tốt nghiệp: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải thủy sản

Thiên Quỳnh, công suất 250 m3/ngàyđêm

2 Nhiệm vụ ( yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):

 Tổng quan

 Xác định đặc tính nước thải, lựa chọn công nghệ xử lý nước thải

 Tính toán thiết kế và dự toán kinh phí đầu tư

 Thể hiện các công trình đơn vị trên bản vẽ A3

3 Ngày giao đồ án tốt nghiệp: 01/011/2010 4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 01/02/2011 5 Họ tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn: Ths Võ Hồng Thi ………

Nội dung và yêu cầu đồ án tốt nghiệp đã được thông qua bộ môn Ngày tháng năm 2011 CHỦ NGHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN Người duyệt (chấm sơ bộ):………

Đơn vị:………

Ngày bảo vệ:………

Điểm tổng kết:………

Nơi lưu trữ đồ án tốt nghiệp:………

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Tp HCM, ngày …tháng …năm 2011

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Tp HCM, ngày …tháng …năm 2011

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 1

1.1 Sự cần thiết của đề tài 1

1.2 Mục tiêu 2

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu 2

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 2

1.3.3 Thời gian thực hiện 2

1.4 Nội dung 2

1.5 Phương pháp thực hiện 3

1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3

CHƯƠNG 2 4

2.1 Tổng quan về ngành chế biến thuỷ sản Việt Nam 4

2.2 Một số công nghệ sản xuất của ngành chế biến thuỷ sản 6

2.3 Tổng quan về nước thải chế biến thuỷ sản 13

2.3.1 Khái quát về hiện trạng nước thải trong chế biến thủy sản 13

2.3.2 Đặc tính của nước thải chế biến thủy sản 14

CHƯƠNG 3 17

3.1 Tổng quan về các thông số đặc trưng trong nước thải 17

3.1.1 Các thông số vật lý 17

3.1.2 Các thông số hóa học 17

3.1.3 Các thông số vi sinh vật học 21

3.2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải 22

3.2.1 Phương pháp cơ học 22

3.2.2 Phương pháp hóa lý 23

3.2.3 Phương pháp hóa học 26

3.2.4 Phương pháp xử lý sinh học 26

3.3 Một số công nghệ xử lý nước thải thuỷ sản đã áp dụng 30

3.3.1 Hệ thống xử lý nước thải xí nghiệp đông lạnh Việt Thắng, Nha Trang 30 3.3.2 Hệ thống xử lý nước thải xí nghiệp chế biến thủy sản Ngô Quyền, Rạch Giá, Kiên Giang, công suất 520 m 3 /ngày đêm 31

3.3.3 Hệ thống xử lý nước thải công ty chế biến thủy sản xuất khẩu Nha Trang ( F17) 500 m 3 /ngày đêm 32

3.3.4 Hệ thống xử lý nước thải xí nghiệp đông lạnh thủy hải sản Cofidec 33

3.3.5 Công nghệ xử lý nước thải của ngành chế biến thủy sản công ty Agrex Sài Gòn - CEFINEA 34

CHƯƠNG 4 35

4.1 Giới thiệu sơ lược về công ty 35

4.2 Quy trình sản xuất của nhà máy và các vấn đề phát sinh 36

4.2.3 Mô tả quy trình công nghệ 38

4.2.4 Các vấn đề môi trường phát sinh 39

4.3 Thành phần và tính chất đặc trưng của nước thải tại công ty Thuỷ sản Thiên Quỳnh 41

CHƯƠNG 5 43

5.1 Số liệu làm cơ sở thiết kế 43

5.2 Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải 43

5.2.1 Cơ sở lựa chọn dây chuyền công nghệ 43

5.2.2 Đề xuất dây chuyền công nghệ 44

5.2.3 Thuyết minh quy trình công nghệ 49

5.2.4 Lựa chọn phương án xử lý 52

5.3 Tính toán các công trình đơn vị 54

5.3.1 Tính toán bể tách dầu mỡ kết hợp lắng cát 54

5.3.2 Tính toán song chắn rác 56

5.3.3 Bể điều hòa 58

5.3.4 Bể UASB 64

5.3.5 Tính toán bể Aerotank hỗn hợp 75

5.3.6 Bể lắng 2 85

5.3.7 Bể khử trùng 90

5.3.8 Tính toán bể nén bùn 92

5.3.9 Máy ép bùn 94

CHƯƠNG 6 96

6.1 Bảng tổng hợp các hạng mục và dự toán chi phí xây dựng 96

6.2 Mô tả thiết bị và đặt tính kỹ thuật 97

6.3 Chi phí vận hành trạm xử lý nước thải 101

6.3.1 Nhân viên vận hành 101

6.3.2 Hóa chất 101

6.3.3 Điện năng 101

6.4 Tổng nguồn vốn đầu tư và tiến độ thực hiện 102

6.4.1 Tổng nguồn vốn đầu tư 102

6.4.2 Tiến độ thực hiện 103

6.5 Tổ chức quản lý và vận hành 103

6.5.1 Tổ chức vận hành 103

6.5.2 Tổ chức quản lý và kỹ thuật an toàn 109

CHƯƠNG 7 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 112

7.1 Kết luận 112

7.2 Kiến nghị 112

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BTCT : Bê tông cốt thép

BXD : Bộ Xây dựng

BYT : Bộ Y tế

BOD : Nhu cầu oxy sinh hoá

COD : Nhu cầu oxy hoá học

DO : Oxy hòa tan

ĐG : Đơn giá

ĐVT : Đơn vị tính

KCN: :Khu công nghiệp

QCVN : Quy chuẩn Việt Nam

SL : Số lượng

SS : Chất rắn lơ lửng

TCN : Tiêu chuẩn ngành

TCXDVN : Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

WHO : Tổ chức y tế thế giới

DANH MỤC BẢNG

Bảng 4.1: Nồng độ một số chỉ tiêu nguồn thải 41

Bảng 5.1: So sánh ưu, nhược điểm của bể Aerotank và SBR 52

Bảng 5.2: Tổng hợp kích thước bể tách dầu mỡ 55

Bảng 5.3: Tóm tắt thông số thiết kế mương và song chắn rác Error! Bookmark not defined Bảng 5.4: Tổng hợp kích thước bể điều hoà 63

Bảng 5.5: tóm tắt thông số tính toán phần thu khí: 68

Bảng 5.6 Bảng thông số thiết kế bể UASB 74

Bảng 5.7 Các thông số thiết kế bể lắng II 89

Bảng 5.8: Bảng tóm tắt kết quả tính toán bể nén bùn 93

Bảng 5.9: Các thông số thiết kế bể khử trùng 91

Bảng 6.1: chi phí các hạng mục xây dựng 96

Bảng 6.2 Bảng tổng hợp các thiết bị chính trong hệ thống và dự toán chi phí 97

Bảng 5.3: Bảng tính điện năng các thiết bị trong hệ thống xử lý nước thải 101

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Quy trình công nghệ sản xuất các sản phẩm đông lạnh của công ty

Seaspimex 6

Hình 2.2: Quy trình công nghệ sản xuất các sản phẩm đóng hộp của công ty Seaspimex 7

Hình 2.3: Quy trình công nghệ sản xuất các sản phẩm khô của công ty Seaspimex 8

Hình 2.5 : Sơ đồ quy trình chung chế biến tôm sú 10

Hình 2.6: Sơ đồ quy trình chung chế biến mực 11

Hình 2.7: Sơ đồ công nghệ chế biến cá 12

Hình 3.1: Hệ thống xử lý nước thải xí nghiệp đông lạnh Việt Thắng, Nha Trang 30

Hình 3.2: Hệ thống xử lý nước thải xí nghiệp chế biến thủy sản Ngô Quyền 31

Hình 3.3: Hệ thống xử lý nước thải công ty chế biến thủy sản xuất khẩu Nha Trang 32 Hình 3.4: Hệ thống xử lý nước thải xí nghiệp đông lạnh thủy hải sản Cofidec 33

Hình 3.5: Công nghệ xử lý nước thải của ngành chế biến thủy sản công ty Agrex Sài Gòn 34

Hình 4.1 : Sơ đồ quy trình chế biến tôm su nuôi, hấp đông 37

Hình 5.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học tự nhiên 45

Hình 5.2: Phương án 1 47

Hình 5.3: Phương án 2 48

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Sự cần thiết của đề tài

Trước đây nước ta còn nghèo nàn và lạc hậu vấn đề môi trường không được chú trọng đúng nghĩa Với quá trình công nghiệp hóa-hiện đại hóa đất nước giúp đời sống không ngừng nâng cao về vật chất lẫn tinh thần, nhưng môi trường cũng đồng thời thay đổi theo chiều hướng xấu đi Nguyên nhân chính xuất phát từ việc chưa chú trọng thích đáng đến các vấn đề môi trường trong quá trình phát triển, không có sự quản lí môi trường chặt chẽ…

Trong số các yếu tố gây ô nhiễm môi trường nước thải là mối quan tâm hàng đầu của các cơ sở sản xuất, nhà máy có sử dụng nước để sản xuất, sinh hoạt Nước thải thường được xả trở lại ra nhánh sông để rồi phát tán ô nhiễm lên cả một hệ thống sông ngòi Yêu cầu cấp thiết là các cơ sở sản xuất, nhà máy phải có trách nhiệm với nguồn nước thải của mình, cần thực hiện các giải pháp xử lý phù hợp với chuẩn mực chung đề ra (các tiêu chuẩn nhà nước ban hành, hoặc yêu cầu từ cơ quan địa phương chịu trách nhiệm) trước khi xả ra nguồn tiếp nhận

Tuy nhiên, công tác xây dựng hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh cho bất cứ

cơ sở sản xuất hay nhà máy nào đều cũng không đơn giản vì đòi hỏi kinh phí thực hiện (xây dựng, vận hành, sữa chữa, bảo trì…), cũng như diện tích đất xây dựng khá lớn Chính điều này làm cho các chủ doanh nghiệp e ngại dù biết rằng nước thải của

họ sẻ ảnh hưởng đến môi trường, và việc xả nước thải chưa qua xử lý ra môi trường

là vi phạm luật định Vì vậy vấn đề là hệ thống xử lý cần được tính toán và thiết kế sao cho kinh phí xây dựng không quá cao, chí phí vận hành hợp lý (tốn ít năng lượng, ít sử dụng hóa chất, không cần nhiều nhân lực…), hệ thống làm việc ổn định (công nghệ linh động, hiệu quả…), diện tích đất không chiếm quá nhiều (hợp khối các công trình), điều hành hệ thống đơn giản… luôn là bài toán cần có lời giải vì khi

đó các chủ sản xuất sẽ thực hiện với tinh thần và trách nhiệm cao hơn

Trong số các ngành sản xuất công nghiệp, nước thải chế biến thủy sản là một nguồn nước thải đặm đặc các hợp chất hữu cơ như lipit, protein, các chất lơ lửng,… Trong quá trình rửa nguyên liệu đầu vào là nguyên nhân gây ra ô nhiễm nước mặt, làm ảnh hưởng xấu đến nguồn tiếp nhận và làm mất mỹ quan nguồn nước đồng thời

với hàm lượng cao

Do đó, việc đầu tư xây dựng trạm xử lý nước thải cho công ty thuỷ sản Thiên Quỳnh trước khi xả vào hệ thống thoát nước của KCN Đức Hoà 1 là một yêu cầu cấp thiết, và phải tiến hành đồng thời với quá trình hình thành và hoạt động của công ty hướng tới mục tiêu phát triển bền vững cho KCN Đức Hoà 1 nói riêng và cho tỉnh Long An nói chung trong tương lai và bảo vệ sức khỏe cộng đồng

Chính vì lý do đó đề tài “Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải công ty thuỷ sản Thiên Quỳnh, huyện Đức Hoà, tỉnh Long An, công suất 250 m 3 /ngày đêm” đã được hình thành và lựa chọn làm đồ án tốt nghiệp trong báo cáo này

1.2 Mục tiêu

Đưa ra các phương án và thiết kế hệ thống xử lý nước thải phù hợp cho công ty thuỷ sản Thiên Quỳnh đạt tiêu chuẩn xả thải loại B (QCVN 11:2008/BTNMT) trước khi xả ra nguồn tiếp nhận là hệ thống xử lý nước thải tập trung của KCN Đức Hoà 1, tỉnh Long An

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu

Công nghệ xử lý nước thải cho ngành thuỷ sản

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài giới hạn trong việc tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho công

ty thuỷ sản Thiên Quỳnh

Nước thải đầu vào của hệ thống được tập trung từ các nguồn nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất qua hệ thống mương dẫn từ các bộ phận khác nhau trong nhà máy

1.3.3 Thời gian thực hiện

01/11/2010 – 26/01/2011

1.4 Nội dung

Tìm hiểu về hoạt động sản xuất của công ty thuỷ sản Thiên Quỳnh

Xác định đặc tính nước thải: Lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải, khả năng gây ô nhiễm, nguồn xả thải

Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước thải phù hợp với mức độ ô nhiễm

Dự toán chi phí xây dựng, thiết bị, hóa chất, chi phí vận hành trạm xử lý nước thải

1.5 Phương pháp thực hiện

 Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu về ngành thuỷ sản, tìm

hiểu thành phần, tính chất nước thải thuỷ sản

 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu những công nghệ xử lý nước thải cho ngành thuỷ sản qua các tài liệu chuyên ngành

 Phương pháp so sánh: So sánh ưu, nhược điểm của công nghệ xử lý hiện có

và đề xuất công nghệ xử lý nước thải phù hợp

 Phương pháp toán: Sử dụng công thức toán học để tính toán các công trình

đơn vị trong trạm xử lý nước thải, dự toán chi phí xây dựng, vận hành trạm xử

lý

 Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm AutoCad để mô tả kiến trúc các công

trình đơn vị trong trạm xử lý nước thải

1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Xây dựng trạm xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường, giải quyết được vấn

đề ô nhiễm môi trường do nước thải thuỷ sản

Góp phần nâng cao ý thức về môi trường cho toàn bộ nhân viên trong công ty

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỂ NGÀNH CHẾ BIẾN THỦY SẢN

2.1 Tổng quan về ngành chế biến thuỷ sản Việt Nam

Nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa, ẩm ướt cũng như chịu sự chi phối của các yếu tố như gió, mưa, địa hình, thổ nhưỡng, thảm thực vật nên tạo điều kiện hình thành dòng chảy với hệ thống sông ngoài dày đặc Không kể đến các sông suối thì tổng chiều dài của các con sông l 41.000 km

Theo thống kê của Bộ thuỷ sản thì hiện nay Việt Nam có hơn 1.470.000 ha mặt nước sông ngòi có thể dùng cho nuôi trồng thuỷ sản Ngoài ra còn có khoảng 544.500.000 ha ruộng trũng và khoảng 56.200.000 ha hồ có thể dùng để nuôi cá Tính đến nay cả nước xây dựng được 650 hồ, đập vừa và lớn, 5.300 hồ và đập nhỏ với dung tích xấp xỉ 12 tỉ m3, đặc biệt chúng ta có nhiều hồ thiên nhiên và nhân tạo rất lớn như hồ Tây ( 10 – 14 triệu m3), hồ Thác Bà (3000 triệu m3), hồ Cấm Sơn (250 triệu m3)

Mặt khác, Việt Nam cũng có bờ biển dài trên 3200 km , có rất nhiều vịnh thuận lợi kết hợp với hệ thống sông ngòi, ao hồ là nguồn lợi to lớn để phát triển ngành nghề nuôi trồng, đánh bắt và chế biến động thực vật chế biến thuỷ hải sản Rong biển và các loài thuỷ sản thân mềm, cá và các loài nhuyễn thể, giáp xác có trong biển, ao, hồ, sông suối là nguồn protein có giá trị to lớn, giàu các vitamin và các nguyên tố vi lượng, là nguồn nguyên liệu cho ngành công nghiệp, là kho tàng

và tài nguyên vô tận về động vật, thực vật Biển Việt Nam thuộc vùng biển nhiệt đới nên có nguồn lợi vô cùng phong phú Theo số liệu điều tra của những năm 1980- 1990 thì hệ thực vật thuỷ sinh có tới 1300 loài và phân loài gồm 8 loài cỏ biển và gần 650 loài rong, gần 600 loài phù du, khu hệ động vật có 9250 loài và phân loài trong đó có khoảng 470 loài động vật nổi, 6400 loài động vật đáy, trên

2000 loài cá, 5 loài rùa biển, 10 loài rắn biển Tổng trử lượng cá ở tầng trên vùng biển Việt Nam khoảng 1.2 – 1.3 triệu tấn, khả năng khai thác cho phép là 700-800 nghìn tấn/ năm Theo số liệu thống kê chưa đầy đủ thì tôm he khoảng 55- 70 nghìn tấn/năm và khả năng cho phép là 50 nghìn tấn/năm Các nguồn lợi giáp xác khác là

22 nghìn tấn/năm Nguồn lợi nhuyễn thể (mực) là 64-67 nghìn tấn/năm với khả

là tôm cá, có khoảng 3 triệu tấn/ năm nhưng hiện nay mới khai thác hơn 1 triệu tấn/năm

Cùng với ngành nuôi trồng thuỷ sản, khai thác thuỷ sản thì ngành chế biến thuỷ sản đã đóng góp một phần đáng kể trong thành tựu của ngành thuỷ sản Việt Nam Nguồn ngoại tệ cơ bản của ngành đem lại cho đất nước là từ chế biến thuỷ sản Trong đó mặt hàng đông lạnh chiếm khoảng 80% Trong 5 năm (1991-1995) ngành đã thu về 13 triệu USD, tăng 529,24% so với kế hoạch 5 năm (1982-1985)

và tăng 143% so với kế hoạch 5 năm (1986-1990), tăng 49 lần trong 15 năm Tốc

độ trung bình trong 5 năm (1991-1995) đạt trên 21% / năm, thuộc nhóm hàng tăng trưởng mạnh nhất của ngành kinh tế quốc doanh Việt Nam (trong năm 1995 đạt

550 triệu USD) Tổng kim ngạch xuất khẩu (1991-1995) có được là do ngành đã xuất khẩu được 127.700 tấn sản phẩm (tăng 156,86% so với năm 1990) cho 25 nước trên thế giới, trong đó có tới 75% lượng hàng được nhập cho thị trường Nhật, Singapore, Hong Kong, EU, đạt 30 triệu USD/ năm Sản phẩm thuỷ hải sản của Việt Nam đứng thứ 19 về sản lượng, thứ 30 về kim ngạch xuất khẩu, và thứ năm về nuôi tôm

Chế biến thuỷ sản là một phần cơ bản của ngành thuỷ sản, có hệ thống cơ sở vật chất tương đối lớn, bước đầu tiếp cận với trình độ khu vực, có đội ngũ quản lý

có kinh nghiệm, công nhân kỹ thuật có tay nghề giỏi Sản lượng xuất khẩu 120.000 – 130.000 tấn/ năm, tổng dung lượng kho bảo quản lạnh là 230 ngàn tấn, năng lực sản xuất nước đá là 3.300 tấn/ ngày, đội xe vận tải lạnh hơn 1000 chiếc với trọng tải trên 4000 tấn, tàu vận tải lạnh khoảng 28 chiếc, với tổng trọng tải 6150 tấn Chế biến nước nắm được duy trì ở mức 150 triệu lít/ năm Đối với hàng chế biến xuất khẩu, ngành đang chuyển dần từ hình thức bán nguyên liệu sang xuất khẩu các sản phẩm tươi sống, sàn phẩm ăn liền và sản phẩm bán lẻ siêu thị có giá trị cao hơn Tuy vây, giá trị các mặt hàng đông lạnh của nước ta chỉ bằng 1/2 hay 2/3 giá trị xuất khẩu các mặt hàng tương tự của Trung Quốc, Đài Loan, Thái Lan Hiện nay cả nước có khoảng 168 nhà máy, cơ sở chế biến đông lạnh với công suất tổng cộng khoảng 100.000 tấn sản phẩm/ năm

Quy trình công nghệ chế biến hàng đông lạnh ở nước ta hiện nay chủ yếu dừng ở mức độ sơ chế và bảo quản Tôm cá được đưa từ nơi đánh bắt về sơ chế,

đóng gói, cấp đông, … và xuất khẩu Về thiết bị, đại đa số các nhà máy và cơ sở chế biến thuỷ hải sản đông lạnh được xây dựng sau 1975 nên còn tương đối mới và được trang bị bằng máy cấp đông kiểu tiếp xúc 2 băng chuyền

2.2 Một số công nghệ sản xuất của ngành chế biến thuỷ sản

Tùy thuộc vào các loại nguyên liệu như tôm, cá, sò, mực, cua, … mà công nghệ

sẽ có nhiều điểm riêng biệt Tuy nhiên quy trình sản xuất có dạng chung như sau:

Hình 2.1: Quy trình công nghệ sản xuất các sản phẩm đông lạnh của công ty

Nước thải

Hình 2.2: Quy trình công nghệ sản xuất các sản phẩm đóng hộp của công ty

Seaspimex

Nước thải

Nguyên liệu (tôm, thịt chín ướp lạnh)

Hình 2.3: Quy trình công nghệ sản xuất các sản phẩm khô của công ty Seaspimex

Nước thải

Nguyên liệu khô

Sơ chế (chải sạch cát, chặt đầu, lặt dè,

bỏ sống …)

Nướng

Đóng gói

Bảo quản lạnh (-18 0 C)

Chất thải rắn

Nước thải lẫn muối

Xuất khẩu hoặc tiêu thụ trong nước

Tôm, cá, ngêu, sò

Tiếp nhận nguyên liệu

Sơ chế: tách đầu, tôm mực; vảy, ruột cá,…

Rửa sạch, xử lý vi sinh

Sơ

Hình 2.5 : Sơ đồ quy trình chung chế biến tơm sú

Tiếp nhận nguyên liệu

Bảo quản lạnh

Hình 2.6: Sơ đồ quy trình chung chế biến mực

Tiếp nhận nguyên liệu

Bảo quản lạnh

Hình 2.7: Sơ đồ cơng nghệ chế biến cá

Tiếp nhận nguyên liệu

Rửa sạch

Muối hồ

Rửa chế biến

Đánh vảy

Rửa sơ bộ

Chặt đầu, móc ruột

Rửa sơ bộ

Rửa sạch

X ẻ thịt

Fillete

Đ óng gói

2.3 Tổng quan về nước thải chế biến thuỷ sản

2.3.1 Khái quát về hiện trạng nước thải trong chế biến thủy sản

Nguyên liệu cuả ngành thuỷ hải sản rất phong phú và đa dạng, từ các loại tự nhiên cho đến các loại nuôi trồng Công nghệ chế biến cũng khá đa dạng tuỳ theo từng mặt hàng nguyên liệu và đặc tính loại sản phẩm (thuỷ sản tươi sống đông lạnh, thuỷ sản khô, thuỷ sản luộc cấp đông…) Do sự phong phú và đa dạng về loại nguyên vật liệu và sản phẩm nên thành phần và tính chất nước thải công nghiệp chế biến thuỷ hải sản cũng đa dạng và phức tạp

Trong quy trình công nghệ chế biến các loại thuỷ sản, nước thải chủ yếu sinh ra từ công đoạn rửa sạch và sơ chế nguyên liệu Trong nước thải thường chứa nhiều mảnh vụn thịt và ruột của các loại thuỷ hải sản, các mảnh vụn này thường dễ lắng và dễ phân huỷ gây nên các mùi hôi tanh Ngoài ra trong nước thải còn thường xuyên có mặt các loại vảy cá và mỡ cá Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải thay đổi theo định mức sử dụng nước và có khuynh hướng giảm dần ở những chu

kì rửa sau cùng

Nhìn chung, nước thải công nghiệp chế biến thuỷ hải sản bị ô nhiễm hữu cơ

ở mức độ khá cao: COD trong nước thải dao động khoảng 1.000 ÷ 1.200 mg/l, BOD vào khoảng 600 ÷ 950 mg/l, tỉ số BOD/COD khoảng 75 ÷ 80% thuận lợi cho quá trình xử lý bằng phương pháp sinh học Hàm lượng nitơ hữu cơ trong nước thải cũng khá cao, đến khoảng 70 ÷ 110 mg/l, rất dễ gây ra hiện tượng phú dưỡng hoá nguồn tiếp nhận nước thải Ngoài ra trong nước thải đôi khi còn có chứa các thành phần hữu cơ mà khi bị phân huỷ chúng sẽ tạo ra các sản phẩm có chứa indol và các sản phẩm trung gian của sự phân huỷ các axít béo không no, gây nên mùi hôi thối khó chịu, đặc trưng

Trong nước thải, vật chất dễ dàng bị vi sinh vật phân huỷ thành các chất đơn giản hơn như protein, hydratcacbon, lipid Các hợp chất này tiếp tục tham gia vào các quá trình lên men kỵ khí, hiếu khí hay tuỳ nghi (tuỳ thuộc vào điều kiện môi trường lưu chứa) do các enzym của vi sinh vật tiết ra Kết quả của các quá trình này

là tăng nhanh sinh khối vi sinh vật, gây thiếu hụt oxi đối với nguồn tiếp nhận, làm phát sinh các khí sinh học như CH4, H2S, mecaptan, NH3 gây mùi khó chịu

2.3.2 Đặc tính của nước thải chế biến thủy sản

Nước thải chế biến thuỷ sản có tính chất chung là nồng độ các chất hữu cơ cao (nồng độ COD trung bình dao động từ 1000 – 2500 mg/l) Bên cạnh còn có một số chất khó phân huỷ sinh học như dầu, mỡ bão hoà Ngoài ra, nước thải chế biến thuỷ sản còn có nồng độ Nitơ và photpho tương đối cao

Các tính chất trên được quan sát thấy khi xem xét nước thải chế biến thuỷ sản của một số cơ sở sản xuất như sau:

 Thành phần của nước thải chế biến thuỷ sản Minh Hải – Cà Mau

 Thành phần của nước thải chế biến thuỷ sản công ty TNHH Hùng Vương – Vĩnh Long

STT Chỉ tiêu ô nhiễm Đơn vị Giá trị

 Thành phần của nước thải chế biến thuỷ sản Hùng Vương – Tiền Giang

 Thành phần của nước thải chế biến hải thuỷ sản đông lạnh – Công ty

Nồng độ SS trong nước thải khá cao làm tăng độ độc của nước, cản ánh

sáng mặt trời, ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của hệ thủy sinh, làm giảm khả

năng hòa tan oxy trong nước Hàm lượng chất hữu cơ cao khiến cho oxy hầu như

luôn bị thiếu, trong nước xảy ra quá trình phân hủy yếm khí chiếm ưu thế tạo ra các

sản phẩm độc hại như H2S, Mercaptans (R-SH), … gây mùi hôi thối và làm cho

nước có màu đen Chính do thiếu oxy hoà tan cộng với các sản phẩm khí độc hại

như H2S, Mercaptans, … tạo ra trong nước làm các thuỷ sinh động vật và thực vật

bị hủy diệt, là nguồn gốc gây bệnh dịch lan truyền theo đường nước

Kết quả phân tích cho thấy nước thải chế biến thuỷ hải sản (chủ yếu là tôm đông lạnh) của nhà máy phát sinh từ các nguồn chế biến tôm, rửa tôm, khu khử trùng của các xưởng chế biến, nhà vệ sinh của xưởng chế biến bị ô nhiễm hữu cơ và chất

lơ lửng với mức độ khá cao, COD và BOD vượt tiêu chuẩn tiêu chuẩn cho phép

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3.1 Tổng quan về các thông số đặc trưng trong nước thải

3.1.1 Các thông số vật lý

Hàm lượng chất rắn lơ lửng :

Các chất rắn lơ lửng trong nước ((Total) Suspended Solids – (T)SS - SS) có thể có bản chất là:

- Các chất vô cơ không tan ở dạng huyền phù (Phù sa, gỉ sét, bùn, hạt sét)

- Các chất hữu cơ không tan

- Các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh…)

Sự có mặt của các chất rắn lơ lửng cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hóa chất trong quá trình xử lý

Mùi :

Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là H2S _ mùi trứng thối Các hợp chất khác, chẳng hạn như indol, skatol, cadaverin và cercaptan được tạo thành dưới điều kiện yếm khí có thể gây ra những mùi khó chịu hơn cả H2S

Độ màu :

Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc nhuộm hoặc

do các sản phẩm được tao ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ Đơn vị đo

độ màu thông dụng là mgPt/L (thang đo Pt _Co)

Độ màu là một thông số thường mang tính chất cảm quan, có thể được sử dụng để đánh giá trạng thái chung của nước thải

hưởng đến các quá trình trao chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nước Do vậy rất có ý nghĩa về khía cạnh sinh thái môi trường

3.1.2.2 Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand - COD)

Theo định nghĩa, nhu cầu oxy hóa học là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ trong nước bằng phương pháp hóa học (sử dụng tác nhân oxy hóa mạnh)

Về bản chất, đây là thông số được sử dụng để xác định tổng hàm lượng các chất hữu cơ có trong nước, bao gồm cả nguồn gốc sinh vật và phi sinh vật

Trong môi trường nước tự nhiên, ở điều kiện thuận lợi nhất cũng cần đến 20 ngày

để quá trình oxy hóa chất hữu cơ được hoàn tất Tuy nhiên, nếu tiến hành oxy hóa chất hữu cơ bằng chất oxy hóa mạnh (mạnh hơn hẳn oxy) đồng thời lại thực hiện phản ứng oxy hóa ở nhiệt độ cao thì quá trình oxy hóa có thể hoàn tất trong thời gian rút ngắn hơn nhiều Đây là ưu điểm nổi bật của thông số này nhằm có được

số liệu tương đối về mức độ ô nhiễm hữu cơ trong thời gian rất ngắn

COD là một thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ nói chung và cùng với thông số BOD, giúp đánh giá phần ô nhiễm không phân hủy sinh học của nước từ đó có thể lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp

3.1.2.3 Nhu cầu oxy sinh học (Biochemical Oxygen Demand - BOD)

Về định nghĩa, thông số BOD của nước là lượng oxy cần thiết để vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện chuẩn: 20oC, ủ mẫu 5 ngày đêm, trong bóng tối, giàu oxy và vi khuẩn hiếu khí Nói cách khác, BOD biểu thị lượng giảm oxy hòa tan sau 5 ngày Thông số BOD5 sẽ càng lớn nếu mẫu nước càng chứa nhiều chất hữu cơ có thể dùng làm thức ăn cho vi khuẩn, hay là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (Carbonhydrat, protein, lipid )

BOD là một thông số quan trọng:

- Là chỉ tiêu duy nhất để xác định lượng chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học trong nước và nước thải

- Là tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng các dòng thải chảy vào các thuỷ vực thiên nhiên

- Là thông số bắt buộc để tính toán mức độ tự làm sạch của nguồn nước phục

vụ công tác quản lý môi trường

3.1.2.4 Oxy hòa tan (Dissolved Oxygen - DO)

Tất cả các sinh vật sống đều phụ thuộc vào oxy dưới dạng này hay dạng khác để duy trì các tiến trình trao đổi chất nhằm sinh ra năng lượng phục vụ cho quá trình phát triển và sinh sản của mình Oxy là yếu tố quan trọng đối với con người cũng như các thủy sinh vật khác

Oxy là chất khí hoạt động hóa học mạnh, tham gia mạnh mẽ vào các quá trình hóa sinh học trong nước:

- Oxy hóa các chất khử vô cơ: Fe2+, Mn2+, S2-, NH3

- Oxy hóa các chất hữu cơ trong nước, và kết quả của quá trình này là nước nhiễm bẩn trở nên sạch hơn Quá trình này được gọi là quá trình tự làm sạch của nước tự nhiên, được thực hiện nhờ vai trò quan trọng của một số vi sinh vật hiếu khí trong nước

- Oxy là chất oxy hóa quan trọng giúp các sinh vật nước tồn tại và phát triển Các quá trình trên đều tiêu thụ oxy hòa tan Như đã đề cập, khả năng hòa tan của Oxy vào nước tương đối thấp, do vậy cần phải hiểu rằng khả năng tự làm sạch của các nguồn nước tự nhiên là rất có giới hạn Cũng vì lý do trên, hàm lượng oxy hòa tan là thông số đặc trưng cho mức độ nhiễm bẩn chất hữu cơ của nước mặt

3.1.2.5 Nitơ và các hợp chất chứa nitơ

Nito là nguyên tố quan trọng trong sự hình thành sự sống trên bề mặt Trái Đất Nito là thành phần cấu thành nên protein có trong tế bào chất cũng như các acid amin trong nhân tế bào Xác sinh vật và các bã thải trong quá trình sống của chúng là những tàn tích hữu cơ chứa các protein liên tục được thải vào môi trường với lượng rất lớn Các protein này dần dần bị vi sinh vật dị dưỡng phân hủy, khoáng hóa trở thành các hợp chất Nito vô cơ như NH4+, NO2-, NO3- và có thể cuối cùng trả lại N2 cho không khí

Như vậy, trong môi trường đất và nước, luôn tồn tại các thành phần chứa Nito: từ các protein có cấu trúc phức tạp đến các acid amin đơn giản, cũng như các ion Nito vô cơ là sản phẩm quá trình khoáng hóa các chất kể trên:

- Các hợp chất hữu cơ thô đang phân hủy thường tồn tại ở dạng lơ lửng trong nước, có thể hiện diện với nồng độ đáng kể trong các loại nước thải và nước tự nhiên giàu protein

- Các hợp chất chứa Nito ở dạng hòa tan bao gồm cả Nito hữu cơ và Nito vô

cơ (NH4+, NO2-, NO3-)

Thuật ngữ “Nito tổng” là tổng Nito tồn tại ở tất cả các dạng trên Nito là một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật

3.1.2.6 Phospho và các hợp chất chứa phospho

Nguồn gốc các hợp chất chứa Phospho có liên quan đến sự chuyển hóa các chất thải của người và động vật và sau này là lượng khổng lồ phân lân sử dụng trong nông nghiệp và các chất tẩy rửa tổng hợp có chứa phosphate sử dụng trong sinh hoạt và một số ngành công nghiệp trôi theo dòng nước

Trong các loại nước thải, Phospho hiện diện chủ yếu dưới các dạng phosphate Các hợp chất Phosphat được chia thành Phosphat vô cơ và phosphat hữu cơ Phospho là một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật Việc xác định P tổng là một thông số đóng vai trò quan trọng để đảm bảo quá trình phát triển bình thường của các vi sinh vật trong các hệ thống xử lý chất thải bằng phương pháp sinh học (tỉ lệ BOD:N:P = 100:5:1)

Phospho và các hợp chất chứa Phospho có liên quan chặt chẽ đến hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước, do sự có mặt quá nhiều các chất này kích thích sự phát triển mạnh của tảo và vi khuẩn lam

3.1.2.7 Chất hoạt động bề mặt

Các chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm 2 phần: kị nước và ưa nước tạo nên sự phân tán của các chất đó trong dầu và trong nước Nguồn tạo ra các chất hoạt động bề mặt là do việc sử dụng các chất tẩy rửa trong sinh hoạt và

3.1.3 Các thông số vi sinh vật học

Nhiều vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nước thải có thể truyền hoặc gây bệnh cho người Chúng vốn không bắt nguồn từ nước mà cần có vật chủ để sống ký sinh, phát triển và sinh sản Một số các sinh vật gây bệnh có thể sống một thời gian khá dài trong nước và là nguy cơ truyền bệnh tiềm tàng, bao gồm vi khuẩn, vi rút, giun sán

* Vi khuẩn :

Các loại vi khuẩn gây bệnh có trong nước thường gây các bệnh về đường ruột, như

dịch tả (cholera) do vi khuẩn Vibrio comma, bệnh thương hàn (typhoid) do vi khuẩn Salmonella typhosa

* Vi rút :

Vi rút có trong nước thải có thể gây các bệnh có liên quan đến sự rối loạn hệ thần kinh trung ương, viêm tủy xám, viêm gan Thông thường sự khử trùng bằng các quá trình khác nhau trong các giai đoạn xử lý có thể diệt được vi rút

* Giun sán (helminths)

Giun sán là loại sinh vật ký sinh có vòng đời gắn liền với hai hay nhiều động vật chủ, con người có thể là một trong số các vật chủ này Chất thải của người và động vật là nguồn đưa giun sán vào nước Tuy nhiên, các phương pháp xử lý nước hiện nay tiêu diệt giun sán rất hiệu quả

Nguồn gốc của vi trùng gây bệnh trong nước là do nhiễm bẩn rác, phân người và động vật Trong người và động vật thường có vi khuẩn E coli sinh sống và phát triển Đây là loại vi khuẩn vô hại thường được bài tiết qua phân ra môi trường Sự

có mặt của E.Coli chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi phân rác và khả năng lớn tồn tại các loại vi khuẩn gây bệnh khác, số lượng nhiều hay ít tuỳ thuộc vào mức độ nhiễm bẩn Khả năng tồn tại của vi khuẩn E.coli cao hơn các vi khuẩn gây bệnh khác Do đó nếu sau xử lý trong nước không còn phát hiện thấy vi khuẩn E.coli chứng tỏ các loại vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết Mặt khác, việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệng của nước qua việc xác định số

lượng số lượng E.coli đơn giản và nhanh chóng Do đó vi khuẩn này được chọn làm vi khuẩn đặc trưng trong việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệnh của nguồn nước

3.2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải

3.2.1 Phương pháp cơ học

Phương pháp xử lý cơ học sử dụng nhằm mục đích tách các chất không hòa tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải Những công trình xử lý cơ học bao gồm :

3.2.1.2 Bể lắng cát

Bể lắng cát dùng để tách các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn hơn nhiều so với trọng lượng riêng của nước như xỉ than, cát …… ra khỏi nước thải Cát từ bể lắng cát được đưa đi phơi khô ở sân phơi và cát khô thường được sử dụng lại cho những mục đích xây dựng

3.2.1.3 Bể lắng

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

3.2.1.4 Bể vớt dầu mỡ

Bể vớt dầu mỡ thường được áp dụng khi xử lý nước thải có chứa dầu mỡ, nhằm tách các tạp chất nhẹ Đối với thải sinh hoạt khi hàm lượng dầu mỡ không cao thì việc vớt dầu mỡ thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết bị gạt chất nổi

3.2.1.5 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 diễn ra dưới tác dụng của áp suất cột nước

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

3.2.2 Phương pháp hóa lý

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 …

3.2.2.1 Đông tụ và keo tụ

Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn có kích thước quá nhỏ Để tách các hạt rắn đó một cách có hiệu quả bằng

phương pháp lắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hổ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt, nhằm tăng vận tốc lắng của chúng Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lượng đòi hỏi trước hết cần trung hòa điện tích của chúng, thứ đến là liên kết chúng với nhau Quá trình trung hoà điện tích thường được gọi là quá trình đông tụ (coagulation), còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ (flocculation)

Phương pháp đông tụ

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+

Me3+ + 3HOH  Me(OH)3 + 3 H+

Chất đông tụ thường dùng là muối nhôm, sắt hoặc hoặc hỗn hợp của chúng Việc chọn chất đông tụ phụ thuộc vào thành phần, tính chất hoá lý, giá thành, nồng độ tạp chất trong nước, pH

Các muối nhôm được dùng làm chất đông tụ: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al(OH)2Cl, Kal(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O Thường sunfat nhôm làm chất đông tụ vì hoạt động hiệu quả pH = 5 – 7.5, tan tốt trong nước, sử dụng dạng khô hoặc dạng dung dịch 50% và giá thành tương đối rẻ

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%

Phương pháp keo tụ

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

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)

3.2.2.2 Tuyển nổi

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

3.2.2.3 Hấp phụ

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 cưa …) Chất hấp phụ vô cơ như đất sét, silicagen, keo nhôm và các chất hydroxit

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

3.2.3 Phương pháp hóa học

3.2.3.1 Trung hoà

Phương pháp trung hoà chủ yếu được dùng trong nước thải công nghiệp có chứa kiềm hay axit Để giảm hiện tựơng nước thải gây ô nhiễm môi trường xung quanh thì người ta phải trung hoà nước thải, với mục đích là làm lắng các muối của kim loại nặng xuống và tách chúng ra khỏi nước thải

Quá trình trung hoà trước hết là phải tính đến khả năng trung hoà lẫn nhau giữa các loại nước thải chứa axit hay kiềm hay khả năng dự trữ kiềm của nước thải Trong thực tế hỗn hợp nước thải có pH = 6,5 – 8,5 thì nước đó được coi là đã trung hoà

Nước thải thường có những giá trị pH khác nhau Muốn nước thải được sử lý tốt bằng phương pháp sinh học thì phải tiến hành trung hòa và điều chỉnh pH Trung hoà bằng cách dùng các dung dịch acid hoặc muối acid, các dung dịch kiềm hoặc oxit kiềm để trung hòa nước thải

3.2.3.2 Khử trùng bằng hoá chất

Để làm sạch nước thải người ta có thể sử dụng các chất ôxy hóa như clo ở dạng khí và hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, permanganat kali, bicromat kali, peoxyhyro (H2O2), ôxy của không khí, ôzon, pyroluzit (MnO2),…

Trong quá trình ôxy hóa, các chất độc hại trong nước thải được chuyển thành các chất ít độc hại hơn và tách ra khỏi nước Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hóa học, do đó quá trình ôxy hóa hóa học chỉ được dùng trong những trường hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước không thể tách bằng những phương pháp khác Ví dụ khử xyanua hay hợp chất hòa tan của asen

3.2.4 Phương pháp xử lý sinh học

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

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

3.2.4.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện

tự nhiên

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…)

Hồ sinh vật

Hồ sinh vật là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, 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 hóa sinh hóa 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

CO2, photphat và nitrat amon sinh ra từ sự phân huỷ, oxy hoá các chất hữu cơ bởi

vi sinh vật Để hồ hoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối

ưu Nhiệt độ không được thấp hơn 60C

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

Cánh đồng tưới - Cánh đồng lọc

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

3.2.4.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo

Bể lọc 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 dẫn nước sau khi lọc, hệ thống phân phối khí cho bể lọc

Quá trình oxy hóa chất thải trong bể lọc sinh học diễn 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 hóa 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……

Bể hiếu khí bùn hoạt tính – Bể Aerotank

Là bể chứa hỗn 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 hóa 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 hòa 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

Bể sinh học theo mẻ SBR (Sequence Batch Reactor)

Sequencing Batch Reactor (Lò phản ứng theo chuỗi) là hệ thống bùn hoạt tính kiểu làm đầy-và-rút, một hệ thống phản ứng kiểu khuấy trộn hoàn toàn bao gồm tất cả các bước của quá trình bùn hoạt tính xảy ra trong một bể đơn nhất, hoạt động theo chu trình mỗi ngày SBR không cần sử dụng bể lắng thứ cấp và quá trình tuần hoàn bùn, thay vào đó là quá trình xã cặn trong bể

Thường có 5 pha xảy ra trong một chu kì hoạt động của bể, bao gồm: Pha đầy, pha phản ứng, pha lắng, pha rút, pha để yên

Bể xử lý sinh học kỵ khí dòng lội ngược – (Bể UASB)

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 dẫn

Bể xử lý sinh học thiếu khí – (Bể Anoxic)

Trong bể này xảy ra các quá trình khử BOD, COD, đặc biệt N và P Nhu cầu oxy cần thiết trong hệ thống sinh học làm chức năng chuyển hóa chất nền và phân huỷ nội sinh để khử nitrat Tiếp theo sau quá trình nitrat hoá, vùng khử nitrat cũng có thể kết hợp chặt chẽ vào hệ thống bùn hoạt tính trước khi lọc thứ cấp Sau khi nitrat hoá, nồng độ các chất hữu cơ ở mức thấp nhất và tốc độ khử nitrat phụ thuộc vào tốc độ hô hấp của các vi khuẩn sử dụng thức ăn dữ trữ từ quá trình phân huỷ nội bào

3.3 Một số công nghệ xử lý nước thải thuỷ sản đã áp dụng

3.3.1 Hệ thống xử lý nước thải xí nghiệp đông lạnh Việt Thắng, Nha Trang

Hình 3.1: Hệ thống xử lý nước thải xí nghiệp đông lạnh Việt Thắng, Nha Trang

bùn

bùn

bùn Nước thải