Tính toán thiết kế cải tạo hệ thống xử lý nước thải xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX châu phú công suất 600 m3 ngày đêm theo công nghệ MBR

LÂM THÀNH TRÍ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẢI TẠO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI XÍ NGHIỆP ĐÔNG LẠNH THỦY SẢN AFIEX – CHÂU PHÚ CÔNG SUẤT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP An Giang, 05/ 2011... LÂM THÀNH TRÍ TÍN

LÂM THÀNH TRÍ

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẢI TẠO HỆ THỐNG

XỬ LÝ NƯỚC THẢI XÍ NGHIỆP ĐÔNG LẠNH THỦY SẢN AFIEX – CHÂU PHÚ CÔNG SUẤT

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

An Giang, 05/ 2011

LÂM THÀNH TRÍ

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẢI TẠO HỆ THỐNG

XỬ LÝ NƯỚC THẢI XÍ NGHIỆP ĐÔNG LẠNH THỦY SẢN AFIEX – CHÂU PHÚ CÔNG SUẤT

600 M3/NGÀY ĐÊM THEO CÔNG NGHỆ MBR

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: Ths TRƯƠNG KIẾN THỌ GVPB: Ths NGUYỄN TRẦN TIHIỆN KHÁNH Ths NGUYỄN THANH HÙNG

An Giang, 05/ 2011

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

Ngày……tháng…… năm 2011

Chữ ký của giáo viên

Trương Kiến Thọ

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập dưới mái trường Đại Hoc An Giang, tôi luôn

nhận được sự chỉ dạy và giúp đỡ rất tận tình của các quý thầy cô, nhất là quý

thầy cô Bộ môn MT & PTBV đã tạo cho tôi một nền tảng kiến thức khá vững

chắc về chuyên môn và xã hội Cùng với quá trình thực tập tại “Xí nghiệp

đông lạnh thủy sản AFIEX” và “Trung Tâm Ứng Dụng Tiến Bộ Khoa Học và

Công nghệ tỉnh An Giang” đã tạo mọi điều kiện, giúp đỡ tôi hoàn thành tiểu

luận này Đây sẽ là những kiến thức rất bổ ích, thiết thực, là hành trang quý

giá cho công việc của tôi trong tương lai Bằng tất cả tấm lòng tôi xin trân

trọng gửi lời cám ơn đến:

Ban giám hiệu, tập thể giáo viên Bộ môn MT & PTBV, Khoa Kỹ Thuật

Công Nghệ Môi Trường – Trường Đại Học An Giang, đã trang bị kiến thức

cho tôi trong suốt quá trình học tập tại trường

Thạc sĩ Trương Kiến Thọ, phó giám đốc Trung Tâm Ứng Dụng Tiến Bộ

Khoa Học và Công nghệ tỉnh An Giang đã giành thời gian quý báu của mình

để hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện đề tài

Ban giám đốc Xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX đã tạo điều kiện cho

tôi có thời gian học tập và nghiên cứu tại đây

Xin chúc sức khỏe quý thầy cô và sự phát triển của Bộ môn

Xin chúc ban lãnh đạo, toàn thể nhân viên Trung Tâm Ứng Dụng Tiến Bộ

Khoa Học và Công nghệ tỉnh An Giang thật dồi dào sức khỏe

Xin chúc xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX ngày càng phát triển và

vươn tới tầm cao mới

Với kiến thức và thời gian nghiên cứu còn hạn chế nên nội dung đề tài

không thể tránh những thiếu sót Rất mong được sự chỉ dạy và góp ý của quý

thầy cô, cơ quan thực tập để đề tài được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn !!!

Long Xuyên, ngày 12 tháng 05 năm 2011

SVTH: Lâm Thành Trí

MỤC LỤC Chương 1: MỞ ĐẦU 1 U

Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3 U

2.1 Tổng quan về Xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX 3

2.1.1 Tổng quan công ty 3

2.1.2 Vị trí địa lý, địa hình và thủy văn: 3

2.1.3 Đặc điễm kinh tế - Xã hội 4

2.1.4 Nhu cầu nguyên liệu, nhiên liệu và điện 4

2.2 Lưu lượng nước thải sản xuất của xí nghiệp 5

2.3 Công nghệ xử lý nước thải của xí nghiệp 6

2.4 Các phương pháp xử lý nước thải 8

2.4.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học 8

2.4.2 Xử lý nước thải bằng biện pháp hóa lý 11

2.4.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học 12

2.4.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 13

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy kỵ khí 13

Nhiệt độ 13

pH 14

Chất dinh dưỡng 14

Độ kiềm 14

Muối (Na + , K + , Ca 2+ ) 14

Lipid 14

Kim loại nặng 14

2.5 Sơ lược công nghệ xử lý MBR 15

™ Quá trình hình thành và phát triển màng lọc sinh học MBR 15

™ Những ưu điểm đã được khẳng định của công nghệ MBR 16

Chương 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 U 3.1 Đối tượng nghiên cứu 18

3.2 Thời gian nghiên cứu 18

3.3 Mục tiêu nghiên cứu 18

3.4 Nội dung nghiên cứu 18

3.5 Phương tiện và vật liệu nghiên cứu 18

3.6 Phương pháp nghiên cứu 18

Chương 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 20

4.1 Phương án xử lý nước thải theo công nghệ màng lọc sinh học MBR 20

4.2 Các hạng mục công trình 22

4.2.1 Bể thu gom 22

4.2.2 Bể điều hòa 23

4.2.3 Bể kỵ khí 24

4.2.4 Bể Aerotank kết hợp với màng lọc sinh học MBR 24

4.3.6 Bể nén bùn 37

4.3.8 Tính toán hóa chất sử dụng 39

4.4 Tính toán kinh phí trạm xử lý nước thải thủy sản công suất 600 m 3 /ngày đêm 39

4.4.1 Vốn đầu tư cho từng hạng mục công trình 39

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43

5.1 Kết luận 43

5.2 Kiến nghị 43

PHỤ LỤC 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 47

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: Xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX 3

Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải của xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX 7

Hình 4.1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải theo công nghệ MBR 21

Hình 4.2: MBR dạng ống 32

Hình 4.3: MBR dạng màng 32

Hình 4.4: Cấu tạo màng MBR 32

Hình 4.5: Kích thước và cách lắp ghép các module màng MBR 35

Hình 4.6: Khối module màng lọc sinh học MBR 37

Hình 4.7: Bể Aerotank kết hợp với màng lọc sinh học MBR 37

DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1: Bảng kết quả phân tích chỉ tiêu đầu vào nước thải của xí nghiệp

đông lạnh thủy sản AFIEX 5

Bảng 2.2: Bảng kết quả phân tích chỉ tiêu đầu ra nước thải của xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX 6

Bảng 4.1: Thông số kỹ thuật màng 32

Bảng 4.2: Chi phí thiết bị 41

Bảng 4.3: Chi phí hóa chất 43

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

TCVN: Tiêu Chuẩn Việt Nam

QCVN: Quy Chuẩn Việt Nam

BOD: Biochemical Oxygen Demand - nhu cầu ôxy sinh học

COD: Chemical Oxygen Demand - nhu cầu ôxy hóa học

DO: Oxygen demand - Oxy hòa tan

VASEP: Hiệp hội Chế biến và Xuất khẩu thủy sản VN

VCCI: Phòng Thương mại và Công nghiệp Việt Nam

LỜI CẢM ƠN

X W

Trong suốt quá trình học tập dưới mái trường Đại Hoc An Giang, tôi luôn

nhận được sự chỉ dạy và giúp đỡ rất tận tình của các quý thầy cô, nhất là quý

thầy cô Bộ môn MT & PTBV đã tạo cho tôi một nền tảng kiến thức khá vững

chắc về chuyên môn và xã hội Cùng với quá trình thực tập tại “Xí nghiệp

đông lạnh thủy sản AFIEX” và “Trung Tâm Ứng Dụng Tiến Bộ Khoa Học và

Công nghệ tỉnh An Giang” đã tạo mọi điều kiện, giúp đỡ tôi hoàn thành tiểu

luận này Đây sẽ là những kiến thức rất bổ ích, thiết thực, là hành trang quý

giá cho công việc của tôi trong tương lai Bằng tất cả tấm lòng tôi xin trân

trọng gửi lời cám ơn đến:

Ban giám hiệu, tập thể giáo viên Bộ môn MT & PTBV, Khoa Kỹ Thuật

Công Nghệ Môi Trường – Trường Đại Học An Giang, đã trang bị kiến thức

cho tôi trong suốt quá trình học tập tại trường

Thạc sĩ Trương Kiến Thọ, phó giám đốc Trung Tâm Ứng Dụng Tiến Bộ

Khoa Học và Công nghệ tỉnh An Giang đã giành thời gian quý báu của mình

để hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện đề tài

Ban giám đốc Xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX đã tạo điều kiện cho

tôi có thời gian học tập và nghiên cứu tại đây

Xin chúc sức khỏe quý thầy cô và sự phát triển của Bộ môn

Xin chúc ban lãnh đạo, toàn thể nhân viên Trung Tâm Ứng Dụng Tiến Bộ

Khoa Học và Công nghệ tỉnh An Giang thật dồi dào sức khỏe

Xin chúc xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX ngày càng phát triển và

vươn tới tầm cao mới

Với kiến thức và thời gian nghiên cứu còn hạn chế nên nội dung đề tài

không thể tránh những thiếu sót Rất mong được sự chỉ dạy và góp ý của quý

thầy cô, cơ quan thực tập để đề tài được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn !!!

Long Xuyên, ngày 12 tháng 05 năm 2011

SVTH: Lâm Thành Trí

Chương 1: MỞ ĐẦU

Công nghiệp chế biến thủy sản là một trong những ngành công nghiệp

mũi nhọn của các tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long nói chung và tỉnh An

Giang nói riêng Bên cạnh những lợi ích to lớn về mặt kinh tế - xã hội, ngành

công nghiệp này cũng phát sinh nhiều vấn đề môi trường bức xúc cần phải giải

quyết, trong đó ô nhiễm nước thải và xử lý nước thải công nghiệp là một trong

những mối quan tâm hàng đầu

Do đặc diểm và công nghệ của ngành chế biến thủy sản đông lạnh, quá

trình sản xuất và chế biến đã sử dụng quá nhiều nước Lượng ô nhiễm do nước

thải của các xí nghiệp chế biến thủy sản gây ra rất lớn nếu nó không được xử

lý sẽ gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của người lao động, dân cư xung

quanh, môi trường sống của thủy sản Lượng nước thải này sẽ làm tăng mức

độ ô nhiễm môi trường nước trên sông rạch, ao, hồ và xung quanh khu chế

biến

Nước thải của ngành chế biến thủy sản nói chung thường có lưu lượng

lớn, chứa nhiều chất bẩn hữu cơ có nguồn gốc từ động vật thủy sản, có lẫn

nhiều vụn bẩn dễ lắng, dễ phân hủy bởi sinh vật, mà thành phần chủ yếu là

protein, BOD, COD, SS, hàm lượng nitơ…thường rất cao Đây là nguồn ô

nhiễm cao nếu thải trực tiếp ra môi trường

Với công nghệ xử lý nước thải của xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX

hiện nay đang xử lý theo công nghệ bùn hoạt tính kết hợp lắng nên chất lượng

đầu ra dễ bị thay đổi trong khi nguồn tiếp nhận là nước mặt sông Hậu Khi xí

nghiệp mở rộng không còn diện tích xây dựng hệ thống xử lý nước thải Với

công nghệ xử lý nước thải bằng màng lọc sinh học MBR (Membrance Bio

Reactor) ít tốn diện tích và chất lượng đầu ra ổn định phù hợp nhất với nhà

máy nhưng chi phí vận hành lại cao

MBR là công nghệ tiên tiến xử lý nước thải dùng màng với hệ thống bể

sinh học Công nghệ MBR cho hiệu quả rất cao trong việc khử các chất hữu

cơ, vô cơ cũng như các vi sinh vật gây bệnh Nước thải xử lý bằng công nghệ

MBR không những đáp ứng được tất cả các yêu cầu về nước thải theo quy

chuẩn Việt Nam mà nước thải sau khi xử lý còn có thể tái sử dụng cho việc

tưới cây, rửa xe, trộn bê tông…

Chính vì vậy tôi thực hiện đề tài “ Tính toán thiết kế cải tạo hệ thống

xử lý nước thải xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX – Châu Phú công

suất 600m 3 /ngày đêm theo công nghệ MBR” mục đích học tập và tìm hiểu

về công nghệ mới MBR hiện nay

Hình 2.1: Xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX

Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan về Xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX

2.1.1 Tổng quan công ty

- Tên: Xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX

- Địa chỉ: Quốc lộ 91, ấp Vĩnh Thuận, xã Vĩnh Thạnh Trung, huyện

Châu Phú, tỉnh An Giang

- Tổng số công nhân: 300 người

2.1.2 Vị trí địa lý, địa hình và thủy văn:

™ Vị trí đị

ận xã Vĩnh Thạnh Trung là một trong những xã nông thôn vùng tứ giác Long Xuyên có vị trí thuận lợi trong

- Đông Bắc giáp sông Hậu

- Tây Bắc giáp kho lương thực Vĩnh Thạnh Trung (thuộc A

- Tây Nam giáp Quốc lộ 91

- Đông Nam giáp Chi Cục thuế huyện Châu Phú

Địa hình:

Địa hình tương đối bằng phẳng, cao độ mặt đất tư

đi xa ao trình của khu vực có chiều hướng giảm dần với độ dốc

bình qu

ạch này chịu sự chi phối của hệ thống sông Cửu Long

- Giáo dục: 01 trường THCS, 04 trường tiểu học

Ngoài ra, trên địa bàn xã có nhiều nhà máy xay xát với quy mô trung

Vào mùa lũ (trùng với mùa mưa) hầu hết các sông kênh rạch trong

khu vực có lưu tốc dòng chảy lớn, dòng nước trên sông Hậu chảy một chiều

theo hướng Tây Bắc –

ừ Đông sang Tây

Vào mùa khô, lưu tốc dòng nước chảy trên hai nhánh sông giảm và có

sự dao động nước, dòng sông trên các tuyến kênh cấp và kênh nội đồng giảm

mạnh, sự trao đổi nước gi

hông đáng kể

(Nguồn: Trung tâm dự báo khí tượng thủy văn An Giang, 2006)

2.1.3 Đặc điễm kinh tế - Xã hội

xuất nông nghiệp

- Diện tích tự nhiên của xã: 2 6

070 ha

- Dân số: 28 856 ngườ

- Mật độ bình quân: 108,9 người/km2

lớn tập trung tại khu vực Bến Mỹ, đây là điều

nghiệp địa phương và gia tăng thu nhập người dân

2.1.4 Nhu cầu nguyên liệu, nhiên liệu và điện

- Nhu cầu điện và nhiên liệu:

+ Điện: 180.000 Kwh/tháng

QTB

+ Dầu DO: 80.000 lít/năm

u lượng nước thải sản xuất c

ng ảng kết qu ỉ tiêu đầu vào nước thải của xí

nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX

Tổng Coliforms MNP/100ml Không phát hiện ≤ 3000

(Nguồn: Trung tâm ứng dụng tiến bộ khoa học công nghệ An Giang, 2007)

L = 12,5m

B = 2,5m H= 4,5m

nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX

Bảng 2.2 Bảng k ả phân tích hỉ tiêu đầu ra n ải của x

hỉ tiêu phân tích Đơn vị tính

Tổng Coliforms MNP/100ml Khôngphát hiện ≤ 3000

(Nguồn: Trung tâm ứng dụn bộ khoa học công nghệ An Giang, 2007)

2.3 Công nghệ xử lý nước thải của xí nghiệp

™ Công nghệ xử lý nước thải của xí nghiệp

g tiến

D = 6m H= 5,5m

L = 12,5m

B = 9,5 H= 4,5m

L = 4,5m

B = 2,5m H= 4,5m

L = 4,5m

B = 2,5m H= 4,5m

D = 6H= 5,5

m

m

L = 2,5m

B = 2,5m H= 3m

¾ Ưu điểm

mang tính tự động đơn giản trong công tác vận hành

phép QCVN 11:2088/BTNMT cột A

hược điểm

hông thể chứa được hết lượng bùn sinh ra

y và gây mùi hôi

diện tích để xây dựng

- Hệ thống xử lý nước thải được thu gọn, bể xử lý sinh học nhân tạo,

hiếm nhố

- Bùn lắng ở bể lắng không lưu trữ lâu sẽ gây hiện tượng phân hủ

- Diện tích khu xử lý nhỏ nếu như xí nghiệp mở rộng hệ thống xử lý

Bể kỵ khí

Bể Aerotank

ử g

Bể chứa bùn

cho dòng nước thải vào hệ thống xử lý hầu như không thay đổi, khắc

phục những khó khăn cho chế độ công tác do lưu lượng nước thải dao động

gây ra và đồng thời nâng cao hiệu suất xử lý cho toàn bộ dây chuyền Bể điều

phương pháp xử lý nước thải

2.4.1 Xử lý nước thải bằng phươ

™ Song chắn rác

Song chắn rác nhằm chắn giữ các cặn bẩn c

sợi: giấy, rau cỏ, rá

nghiền nhỏ, sau đó đổ trở lại trước song chắn rác hoặc 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 chữ nhật,

hình tròn hoặc bầu dục Song chắn rác được chia làm 2 loại di động hoặc cố

định Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60 – 900 theo hướng dòng

à thường đặt sau chắn rác và lắng cát, trước trạm bơm Để đưa nước

từ bể điều hoà sang lắng I có thể dùng bơm hoặc tạo độ chênh để nước tự

chảy

Nước thải thường có lưu lượng và thành phần các chất bẩn không

ổn định

ẽ ảnh hưởng đến chế độ công tác của trạm xử lý nước thải, đồng thời

gây tốn kém nhiều về xây dựng cơ bản và quản lý Thông thường khi thiết kế

phải tính đến lưu lượng giờ lớn nhất và hàng loạt những thay đổi theo lưu

lượng, như thể tích bể chứa, công suất máy bơm, tiết diện ống đẩy…Khi lưu

lượng, nồng độ nước thải thay đổi thì kích thước bể lắng, bể trung hoà và thiết

bị xử lý của những công đoạn tiếp theo phải lớn hơn, chế độ làm việc là mất

ổn định

Do vậy, lưu lượng nước thải đưa vào xử lý cần thiết phải điều hoà

nhằm tạo

hoà lưu lư

không cho lắng cặn nhưng trorng bể vẫn có một lượng cát bụi nhất định

a các loại bể lắng như: bể lắng hoạt động gián đoạn và bể lắng hoạt động liên tục

đứng, bể lắng ngang, bể lắng ly tâm và một số bể lắng khác

suất dưới 20.000

m /ng.đ Nước thải được dẫn vào ống trung tâm và chuyển động từ dưới lên

ợng có 2 loại: Bể điều hoà lưu lượng và chất lượng nằm trực tiếp

trên đường chuyển động của dòng chảy, hoặc nằm ngoài đường đi của dòng

chảy

Có thể phải trang bị cho bể điều hoà các thiết bị khuấy trộn để làm

cho nước thải trong bể là một khối đồng đều và không có cặn lắng trong bể

Các bể điều hoà nói chung cần có bộ phận thu gom các váng nổi, loại bỏ bọt

và tuy

g đáy Vì vậy, bể điều hoà có nhiều ngăn, định kỳ có thể tháo từng

ngăn để xúc cát (Lương Đức Phẩm, 2007)

™ Bể lắng cát

Bể lắng cát đặt sau song chắn, lưới chắn và đặt trước bể điều hoà, đặt

trước bể lắng I Nhiệm vụ của bể lắng cát là

bị cơ khí không

nh Xuân Lai, 2000)

Theo nguyên lý làm việc bể lắng cát thường được thiết kế theo 3 loại:

Bể lắng cát ngang, bể lắng cát chuyển động vòng, và bể lắng cát thổi khí

™ 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 lắng xuống đáy ng

i (ta gọi là c

- Dựa vào chức năng, vị trí 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 r

- Dựa vào cấu tạo có thể chia bể lắng thành các loại như sau: bể lắng

vận tốc củ

o trạm xử lý cĩ cơng suất lớn hơn 15.000 m / ng.đ Nước thải sẽ chuyển động theo phương

vận tốc dị

ể lắng ly tâm dùng cho các trạm xử lý cĩ cơng suất lớn hơn 20.000 m /ng.đ

a các hạt lắng Nước trong được tập trung vào máng thu phía trên

Cặn lắng được chứa ở phần hình nĩn hoặc chĩp cụt phía dưới

y Bể lắng ngang

Bể lắng ngang cĩ hình dạng chữ nhật tỷ lệ giữa chiều rộng và chiều

dài khơng nhỏ hơn ¼ và chiều sâu 4m Bể lắng ngang dùng ch

3

ừ đầu bể đến cuối b

ng chảy trong vùng cơng tác khơng vượt quá 40 mm/s Bể lắng

ngang cĩ hố thu cặn ở đầu bể và nước trong được thu vào ở máng cuối bể

y Bể lắng ly tâm

Bể lắng ly tâm cĩ dạng hình trịn, đường kính bể từ 16 đến 40m (cĩ

trường hợp tới 60m), chiều cao làm việc bằng 1/6 – 1/10 đường kính bể B

3

ảy từ trung tâm ra

dựng ở trung tâm đáy bể bằng hệ thống cào gom cặn ở phần dưới

dàn quay hợp với trục 1 gĩc 450 Đáy bể thường làm với độ dốc I = 0,02 –

0,05 Dàn quay với tốc độ 2 - 3 vịng trong 1 giờ Nước trong được thu vào

máng đặt dọc theo thành bể phía trên

™ Bể lọc

Bể lọc nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ trong

nước thải cơng nghiệp Quá trình phâ

ra dưới tác

iệu 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 t

ïc, hiệu quả xử lý có thể đạt tới 75% theo

% 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

Để tách các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan đó một cách

vận tốc

2 Xử lý nước thải bằng biện pháp hóa lý

™ Phương pháp keo tụ và đông tụ

u quả bằng phương pháp lắng, cần tăng kích t

tương hổ giữa các hạt phân tán liên k

lắng của chúng Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lượng trước

hết cần phải trung hòa điện tích của chúng Quá trình này thường được gọi là

quá trình đông tụ, còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi

là quá trình keo tụ (Trung tâm đào tạo ngành nước và môi trường, 1999)

y Đông tụ

- Quá trình thủy phân các chất đông tụ và tạo thành các bông keo xảy

ra theo các giai đoạn sau :

- Chất đông tụ dùng là muối nhôm, sắt hoặc hỗn hợp của chúng

+ Các muối nhôm được dùng làm chất đông tụ: Al (SO4)3.18H2O,

sử dụng dạn

y Keo

ợp diễn ra không chỉ do tiếp xúc trực tiếp mà

3

2

2,Al OH)2Cl, KAl(SO4) 2H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O Thườ

chất đông tụ vì hoạt động hiệu quả pH = 5 – 7,5, tan tốt trong nướ

g khô hoặc dạng dung dịch 50% và giá thành tương đối rẽ

+ Các muối sắt được dùng làm chất đông tụ : Fe(SO)3.2H2O, Fe(SO4)3.3H2O, FeSO4.7H2O và FeCl3 Hiệu quả lắng cao khi sử dụng dạng

khô hay dung dịch 10 - 15%

tụ

- Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho chất cao phân

tử vào nước Keo tụ là sự kết h

ng tác giữa phân t

- Keo tụ được tiến hành nhằm thúc đẩy quá trình tạo bông Al(OH)3

và sắt với mục đích tăng vận tốc lắng của chúng Việc sử dụng chất keo tụ cho

phép giảm chất đông tụ, thời gian đông tụ và tăng vận tốc lắng

- Cơ chế làm việc của chất keo tụ dựa trên: 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

- T

ải, tuyển nổi được sử dụng

pháp này

ặt, sau đó c

Clo cho vào nước thải dưới dạng hơi hoặc Clorua vôi Hệ thống Clo

dụng rộng rãi trong xử lý nước cấp. (Trần Hiếu Nhuệ - CTV, 2004)

thành cấu trúc 3 chiều, có khả năng tách nhanh ra khỏi nước

- Chất keo tụ thường dùng là tinh bột, este, xenlulo, dectrin

(C6H10O5)n và dioxyt silic hoạt tính (xSiO2.yH2O)

™ Tuyển nổi

hường được sử dụng để tách các tạp chất rắn hoặc lỏng không tan,

tự lắng kém ra khỏi pha lỏng Trong xử lý nước th

ử các chất lơ lử

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 (Trần Văn Nhân - CTV, 2006)

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

(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 m

húng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt

cao hơn trong chất lỏng ban đầu

2.4.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học

™ Phương pháp Clo hóa

a nước thải bao gồm thiết bị Clorato, máng trộn và bể

o mục đích chuyển Clo hơ

ải và được chia thành 2 nhóm: chân không và áp lực Clo hơi được vận

chuyển về trạm xử lý nước thải dưới dạng hơi nén Phương pháp dùng Clo hơi

ít được dùng phổ biến (Nguyễn Văn Phước, 2006)

™ Phương pháp Ozone hóa

Ozone hóa tác động mạnh mẽ với các chất khoáng và chất hữu cơ, oxy

hoá bằng Ozone cho phép đồng thời khử màu, khử

Ozone hoá có thể xử lý phen

uốc nhuộm…Sau quá trình Ozone hóa số lượng vi khuẩn bị tiêu diệt

đến hơn 99% Ngoài ra, Ozone còn oxy hóa các hợp chất Nitơ, Phốt pho …

Nhược điểm chính của phương pháp này là giá thành cao và thường được ứng

2.4.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

™Bể Aerotank:

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

vào bể trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cung

và phát

chất hữu cơ giữ lại trong cơng trình nhờ sự lên men kỵ khí Đối với các hệ thống thốt nước quy mơ

pha lỏng

ặn tươi từ bể lắng đợt I, bùn hoạt tính dư sa

p đầy đủ oxy cho vi sinh vật oxy hĩa các chất hữu c

hất lơ lửng đĩng v

triển dần lên thành các bơng 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 hĩa thành các chất trơ khơng hịa tan thành các tế bào mới Thời

gian lưu lại trong bể Aerotank lượng bùn hoạt tính sinh ra khơng đủ sẽ làm

giảm nhanh các chất hữu cơ, do đĩ phải sử dụng một phần bùn hoạt tính bể

lắng đợt 2, bằng cách tuần hồn bùn vào bể aerotank để bảo đảm nồng độ vi

sinh vật trong bể Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bể nén bùn hoặc làm

cơng trình xử lý bùn cặn để xử lý Bể Aerotank hoạt động phải cĩ hệ thống

cung cấp khí đầy đủ và liên tục (Hồng Huệ, 1996)

™ Quá trình xử lý sinh học kỵ khí

¾ Quá trình xử lý sinh học kỵ khí

Là quá trình xử lý dựa trên cơ sở phân huỷ

à vừa người ta thường dùng các c

m trong nước) với phân huỷ yếm

Các cơng trình được ứng dụng rộng rãi là các loại bể tự hoại, giếng

thấm, bể lắng hai vỏ, bể lắng trong kết hợp với ngăn lên men, bể lọc ngược

qua tầng bùn kị khí (Trần Đức Hạ, 2006)

Thường được ứng dụng để xử lý sơ bộ các loại nước thải cĩ hàm

lượng BOD5 cao (>1000mg/l), làm giảm tải trọng hữu cơ và tạo điều kiện

thuận lợi cho các quá trình xử lý hiếu khí diễn ra cĩ hiệu quả Xử lý sinh học

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 350C

phát triển tốt, nếu thiếu thì bổ sung thêm Trong nước thải sinh hoạt

thường có chứa các chất dinh dưỡng này nên khi kết hợp xử lý nước thải sản

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

Pha methane hóa và acid hóa lipid đều bị ức chế khi độ mặn vượt

quá 0,2M 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 nổ

Kim lo

Một số kim loại nặng (Cu, Ni, Zn…) rất độc, đặc biệt là khi chúng

tồn tại ở dạng hòa tan 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

™ Bể lọc sinh học bằng màng (MBR)

+ Bể xử lý sinh học hiếu khí với màng lọc sinh h

lypropylen có kích thước lỗ cực nhỏ cỡ 0.001 micron chỉ có thể cho

phân tử nước đi qua và một số chất hữu cơ

màng trùng Không khí được đưa vào

tăng cườ

2.5 Sơ lượ

ến xử lý nước thải dùng màng với hệ thống bể sinh học

™ Quá trình hình thành và phát triển màng lọc sinh học MBR

thải bắt đầu vào cuối thế kỷ 20 Năm 1969 lần đầu tiên ở Hoa Kỳ, Smith và những người khác

MBR không cần phải dùng hóa chất khử

ng bằng các máy thổi khí có công suất lớn qua các hệ thống phân phối

khí ở đáy bể, đảm bảo lượng oxi hoà tan trong nước thải >2 mg/l Tại đây sẽ

diễn ra quá trình phân huỷ hiếu khí triệt để, sản phẩm của quá trình này chủ

yếu sẽ là khí CO2 và sinh khối vi sinh vật, các sản phẩm chứa nitơ và lưu

huỳnh sẽ được các vi sinh vật hiếu khí chuyển thành dạng NO3- , SO42- và

chúng sẽ tiếp tục bị khử nitrate, khử sulfate bởi vi sinh vật (Tú nga, 2010)

+ Quá trình phân hủy sinh học hiếu khí đạt yêu cầu sẽ không có

mùi hôi, bể không đậy kín để tăng quá trình tiếp xúc của nước thải trên bề

mặt bể với không khí và dễ quản lý trong vận hành Thời gian lưu nước

trong bể khoảng 10 – 12 giờ thì hiệu quả xử lý trong giai đoạn này đạt 90 đến

95% BOD (Tú nga, 2010)

c công nghệ xử lý MBR

MBR là viết tắt của cụm từ Membrance Bio Reactor, có thể định nghĩa là

hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ màng lọc sinh học

MBR là công nghệ tiên ti

Công nghệ tách màng trong các ứng dụng xử lý nước

được kích hoạt quá trình bùn kết hợp với mô-đun màng siêu lọc cho nghiên

cứu q

ng nghệ để thay thế thông thường bùn hoạt tính trong hồ lắng thứ cấ

ọc sinh học MBR để duy trì nồng độ cao trong bùn F / M tỷ lệ làm việc

thấp, đó là nguyên mẫu đầu tiên của MBR

Trong những thập niên 70 của thế kỷ 20, các nghiên cứu tiếp MBR năm

1970, Hardt ứng dụng hoàn toàn hỗn hợp sinh học và quá trình điều trị kết hợp

màng siêu lọc MBR trong nước thải giành được 98% hiệu suất khử COD và

100% tiêu diệt triệt để vi sinh vật và vi khuẩn Năm 1971, Bemberis đã thử

nghiệm xử lý nước thải bằng màng MBR

978, Bhattacharyya ứng dụng màng MBR dùng để lọc nước thải thành

phố để có được nước sử dụng lại nhưng không uống

Trong thời gian này, mặc dù các học giả từ nhiều nước khác nhau của

công nghệ MBR đã làm rất nhiều công việc nghiên cứu nhưng do các loại

module màng tại thời điểm đó rất ít nhưng hoạt động của màng MBR rất ổn

p đặt thêm hoặc tháo bỏ bớt hệ thống bổ sung theo nhu cầu Có thể lắp đặt lại tại các địa điểm khác nhau một cách dễ

+ Bảo trì thuận tiện

quy trình chỉ cần đồng hồ áp lực hoặc lưu lượng

ộ của màng tế bào để thúc đẩy màng sinh học, công nghệ màng lọc sinh

học MBR cũng sẽ được phát triển nhanh chóng và ứng dụng thực tế

Thập niên 90 của thế kỷ 20 công nghệ MBR là sự phát triển nhanh

nhất, M

ã được nghiên cứu, MBR đã bước vào một giai đoạn ứng dụng thực tế

và phát triển một cách nhanh chóng

Những năm cuối của thế kỷ 20, màng MBR được nghiên c

đạt được một số kết quả và được ứng dụng cho đến nay

™ Những ưu điểm đã được khẳng định của công nghệ MBR

+ Sự ổn định của chất lượng nướ

Đáp ứng được tiêu chuẩn rất khắc khe về chất lượng nước đầu ra,

như Coliform, vi khuẩn, khuẩn Coli…Nhờ vào hiệu suất khử c

à hay nhà máy nước tuần hoàn

Có thể được thiết kế để ứng dụng cho nh

và đòi hỏi chất lượng nước sau xử lý luôn ổn định

+ Lưu lượng đa dạng: từ 50m3/ngày đêm trở lên

Cấu tạo gồm những hộp lọc đơn ghép lại nên thay thế rất dễ Quá trình

làm sạch, sửa chữa, bảo trì và kiểm tra rất thuận tiện

Quy trình có thể được kết nối giữa công trình với văn phòng sử dụng,

internet

àng được chế tạo bằng phương pháp kéo đặc biệt nên rất chắc, sẽ

l Vì vậy, màng không bị hư khi dùng chlorine để tẩy rửa màng vào

cuối hạn dùng

ó thể điều khiển kiểm soát vận hành từ xa, thậm chí thông q

+ Những điểm nổi bật của màng:

Thiết kế dạng môđun rất hiệu quả và hệ thống giảm thiểu được sự tắc

Chương 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Hệ thống xử lý nước thải của xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX – Châu

Phú theo công nghệ bể lọc màng sinh học (MBR)

3.2 Thời gian nghiên cứu: Từ ngày 08/11/2010 – 20/04/2011

3.3 Mục tiêu nghiên cứu

Tính toán cải tạo hệ thống xử lý nước thải của xí nghiệp đông lạnh thủy

sản AFIEX theo công nghệ bể lọc màng sinh học (MBR) với công suất

600m3/ngày đêm

3.4 Nội dung nghiên cứu

- Xác định lưu lượng, thành phần và chất lượng nước thải để phục vụ cho

việc thiết kế

- Thu thập bản vẽ sơ đồ quy hoạch tổng thể của xí nghiệp đông lạnh thủy

sản AFIEX

- Tính toán, kiểm tra hiện trạng hệ thống xử lý

- Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước thải theo công nghệ màng lọc

sinh học (MBR)

+ Tính toán quy mô, kích thước chi tiết cho từng công trình đơn vị

+ Xác định mức chi tiết (loại, kích thước…) của các thiết bị được sử

dụng trong hệ thống xử lý nước thải

+ Xây dựng bản vẽ thiết kế quy mô, kích thước từng công trình đơn vị

trong hệ thống xử lý nước thải

3.5 Phương tiện và vật liệu nghiên cứu

- Nước thải của xí nghiệp

- Các thiết bị máy móc để đo hàm lượng các chỉ tiêu pH, TS, TSS, COD,

BOD5, TP, TN, Coliform

3.6 Phương pháp nghiên cứu

- Xác định lưu lượng nước thải bằng cách dựa vào chỉ số (lượng) nước tiêu

thụ trên đồng hồ nước của xí nghiệp hiện tại Kết hợp với đo đạc thực tế

- Xác định thành phần tính chất nước thải và phân tích các chỉ tiêu pH, TS,

TSS, COD, BOD5, TP, TN, Coliform