Các lò giết mổ gia súc

Các vấn đề về môi trường của các lò mổ chủ yếu liên quan đến các chất thải vào nước. Các vấn đề khác do việc thải ra các mùi khó chịu, tiếng ồn, chất thải và các phủ tạng của gia súc.

Chương I

GIỚI THIỆU CHUNG

1 Đặt vấn đề

Nguồn gốc mọi sự biến đổi về môi trường sống đang xảy ra hiện nay trên thế giới cũng như ở nước ta là các hoạt động kinh tế, phát triển của xã hội loài người Các hoạt động này một mặt làm cải thiện chất lượng cuộc sống của con người , mặt khác lại đang tạo ra hàng loạt khan hiếm , cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên, gây ô nhiễm , suy thoái môi trường khắp mọi nơi trên thế giới Vì vậy, bảo vệ môi trường trở thành vấn đề toàn cầu, là quốc sách của hầu hết các nước trên thế giới

Việt Nam đang trong giai đoạn thực hiện công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước Nền kinh tế thị trường là động lực thúc đẩy sự phát triển của mọi ngành kinh tế , trong đó có ngành chế biến lương thực , thực phẩm tạo ra các sản phẩm có giá trị phục vụ cho nhu cầu tiêu dùng trong nước cũng như xuất khẩu Tuy nhiên, ngành này cũng tạo ra một lượng lớn chất thải rắn, khí, lỏng… là một trong những nguyên nhân gây ra ô nhiễm môi trường chung của đất nước Cùng với ngành công nghiệp chế biến lương thực, thực phẩm thì ngành giết mổ cũng trong tình trạng đó Do đặc điểm công nghệ của ngành, ngành giết mổ đã sử dụng một lượng nước khá lớn trong quá trình chế biến

Vì vậy, ngành đã thải ra một lượng nước khá lớn cùng với các chất thải rắn, khí thải Vấn đề ô nhiễm nguồn nước do ngành chế biến thuỷ sản thải trực tiếp ra môi trường đang là mối quan tâm hàng đầu của các nhà quản lý môi trường Nước bị nhiễm bẩn sẽ ảnh hưởng đến con người và sự sống của các loài thuỷ sinh cũng như các loài động thực vật sống gần đó Vì vậy, việc nghiên cứu xử lý nước thải ngành giết mổ cũng như các

MO IT

GX ANH.IN

FO

ngành công nghiệp khác là một yêu cầu cấp thiết đặt ra không chỉ đối với những nhà làm công tác bảo vệ môi trường mà còn cho tất cả mọi người chúng ta

2 Mục đích

Với hiện trạng môi trường như vậy, vấn đề nghiên cứu công nghệ thích hợp xử lý nước thải cho ngành giết mổ là cần thiết Đề tài này được thực hiện nhằm mục đích nghiên cứu và đề xuất công nghệ xử lý thích hợp cho một trường hợp cụ thể, đó là Công ty Vissan

3 Phạm vi

Việc ứng dụng công nghệ xử lý chung cho một ngành công nghiệp là rất khó khăn ,

do mỗi nhà máy có đặc trưng riêng về công nghệ, nguyên liệu, nhiên liệu… nên thành phần và tính chất nước thải khác nhau Phạm vi ứng dụng của đề tài là xử lý nước thải của Công ty Vissan và một số công ty khác nếu có cùng đặc tính chất thải đặc trưng

Chương II

TỔNG QUAN VỀ NGÀNH GIẾT MỔ VÀ CÁC VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

1 Các loại chất thải và ô nhiễm chủ yếu, nguồn gốc :

Nước thải: nguồn gốc

MO IT

GX ANH.IN

FO

- Nước vệ sinh thiết bị nhà xưởng

- Nước sinh hoạt cho các công nhân của nhà máy

Nước thải của các cơ sở giết mổ có nồng độ chất rắn cao, BOD và COD khá cao và luôn luôn chứa một lượng lớn các chất hữu cơ bao gồm các hợp chất của cacbon, nito, photpho Các hợp chất hữu cơ này làm tăng độ phì của nước đồng thời dễ bị phân hủy bởi các vi sinh vật , gây mùi hoi thúi và làm ô nhiễm nguồn nước

Nước thải của các cơ sở chế biến thịt cá thường chứa một lượng lớn vi sinh vật Nếu không có biện pháp xử lý thì rất dễ gây ô nhiễm bởi các vi khuẩn gây bệnh, gây ngộ độc nguồn nước sử dụng

Ngoài ra ngành giết mổ là một ngành đòi hỏi sử dụng nước rất nhiều, hầu như các công đoạn xử lý nguyên liệu đều có nhu cầu dùng nước như:

- Khâu rửa sơ bộ nguyên liệu

- Khâu làm rã nước đá đông lạnh

- Khâu xử lý nguyên liệu

- Khâu chế biến như hấp, luộc…

Nước thải của công nghệ chế biến thịt gần giống nước thải sinh hoạt nhưng có độ nhiễm cao hơn nhiều Chúng có nồng độ dầu mỡ, axit béo rất cao, ngoài ra còn có chất tẩy rửa, lông…

Nước thải giết mổ còn chứa chất dinh dưỡng như Protein, khi diamin hoá tạo ra

NH3 vì thế nước thải can phải được nitrit hoá

Bảng 1.1 cho thấy tính chất hoá lý của loại nước thải này:

Số thứ tự Thông số Hàm lượng và tính chất

Công ty có quy mô lớn được xây doing từ name 1970 với hơn 200 công nhân viên và công suất lắp đặt là 2400 con heo/ ca sản xuất và 300 con bò/ ca sản xuất, kho đông lạnh có công suất 1000 tấn

Tuy nhiên công suất sử dụng của công ty chỉ đạt ¾ công suất lắp đặt

Tổng doanh thu của công ty hàng name là 670 tỉ đồng ( 5 triệu $ )

Nhu cầu sử dụng nước của công ty là 1200 m3/ ngày được cấp từ thành phố và nước giải nhiệt là 2500 m3/ ngày được bơm từ sông Sài Gòn

3 Quy trình sản xuất của công ty Vissan

MO IT

GX ANH.IN

FO

a Dây chuyền giết mổ trâu bò

- Khu vực tiếp nhận :

+ Để giảm thiểu căng thẳng của gia súc, chống suy kiệt và tống các vi trùng ra khỏi ruột, các gia súc sẽ được lưu lại từ 24 – 36 giờ và thường xuyên được kiểm tra sức khoẻ trước khi giết mổ

- Gây ngất :

+ Các gia súc được chuyển từ khu vực tiếp nhận đến khu vực giết mổ , tại nay các gia su1c sẽ được gây ngất bằng điện trước khi mổ và đảm bảo không cử động, cắm một con dao nhỏ vào não của gia súc và sau đó treo lean bằng 2 chân sau

- Xé thịt và rửa :

+ Thân gia súc sẽ được xẻ đôi bằng cưa điện, rửa sạch và cắt xén gọn gàng trước khi kiểm tra chất lượng , cân và giao cho chủ hàng và chuyển đến khu vực chế biến

b Giết mổ heo :

- Trại nhốt

+ Heo được nhốt trong 24 giờ để phục hồi và giảm căng thẳng và đủ nước để tống các

vi trùng ra khỏi ruột

+ Trước khi mổ heo bị làm ngất bằng dòng điện tần suất cao, điện áp thấp và được kéo lean giá treo để mổ

- Cắt tiết

+ Động mạch và tĩnh mạch cổ bị cắt đứt để máu chảy ra heat và làm mềm các cơ thịt để cạo lông được dễ dàng

- Nhúng nóng và cạo lông

+ Sauk hi thọc huyết xong, heo được nhúng vào nước nóng ( khỏang 60o ) từ 4 – 5 phút rồi cạo lông bằng máy có trục xoay tròn, sau đó heo được kéo lean day chuyền và việc cạo lông bị sót lại sẽ được thực hiện bằng tay

- Moi ruột

+ Đầu heo được cắt riêng và bụng được mổ banh ra Phần nội tạng được chuyển đi để tách riêng những phần dùng được và không dùng được Ruột được làm sạch để làm lạp xưởng

- Cắt xẻ :

+ Phần thân heo sau khi được làm sạch và cắt gọn ghẽ được xẻ đều ra làm 2 phần Mỗi phần lại được làm sạch một lần nữa và được kiểm tra chất lượng trước khi giao đi

c Mức tiêu thụ tài nguyên và sự mô tả chất thải :

Trong quá trình giết mổ một số sản phẩm phụ và những dòng chất thải được tạo

ra Một phần được thu gom và một phần được thải bỏ Chất thải chủ yếu là : huyết,da sống, những thứ bỏ đi, phân, nước thải và lông

Ngoài trừ da và một phần huyết thì tất cả chất thải sẽ đi vào trong nước thải Do đó nước thải sẽ có chứa chất béo, màng nhầy, dầu, mỡ, lông, máu và bụi bẩn tạo ra rừ tải lượng ô nhiễm hữu cơ cao

d Nguồn thải và các nguyên nhân chính

MO IT

GX ANH.IN

FO

Hoạt động Nguồn chất

Chuồng trại Trại nhốt bò

Trại nhốt heo

Chất thải rắn Nước thải

Do gia súc thải ra (phân) Thức ăn thừa

Vệ sinh các ngăn chuồng

Làm ngất Chọc tiết

Huyết Nước thải Nước ói

Rửa gia súc trước khi thu gom Thiết bị thu gom huyết chưa phù hợp

Chất lỏng tử ruột, bao tử khi mổ

ra Huyết trong khi làm sạch Cạo lông sót

Nhúng nóng Nước thải

Nhiệt độ

Bể nhúng nóng liên tục thừa Không kiểm soát nhiệt Không sử dụng hóa chất làm rụng lông

Làm sạch

phân

Dây chuyền heo

Dây chuyền bò

Chất thải rắn Nước thải Cỏ chưa tiêu hoá

Thải cỏ , thải phân chưa thích hợp

Không thu gom cỏ chưa tiêu hoá Công đoạn rửa không hiệu quả Không có dụng cụ hứng phân thải

MO IT

GX ANH.IN

FO

1 Công nghệ xử lý không truyền thống :

Dựa trên cơ sở khoa học của quá trình hấp thụ và keo tụ (để vừa hấp thụ các chất tan, vừa kết tụ các chất lơ lửng trong nước thải), sau đó dùng tuyển nổi áp lực và khử trùng vào một giai đoạn, không dùng vi sinh để phân hủy chất thải

Trong các phương pháp xử lý nước thải truyền thống người ta thường dùng các chủng vi khuẩn có sẵn trong không khí để phân hủy một bộ phận chất thải còn lại sau giai đoạn xử lý hóa lý Trong quá trình hoạt động, các vi khuẩn tạo ra mùi thối Ngoài

ra các vi khuẩn này vẫn còn tiếp tục hoạt động trong bã thải sau xử lý Do đó không khí trong khu vực xử lý nước thải bị ô nhiễm, đặc biệt là ô nhiễm khuẩn E Coli Để khắc phục tình trạng này người ta phải sử dụng các tác nhân khử trùng như nước Clo hoặc Clorua vôi

2 Công nghệ xử lý truyền thống

Nước thải sau khi được xử lý sơ bộ và xử lý hoá lý ( song chắn rác, bể lắng cát, bể điều hoà, bể tuyển nổi…) sẽ tiếp tục được xử lý sinh học ( bao gồm xử lý sinh học kỵ khí và hiếu khí) rồi qua bể lắng đợt 2, bể khử trùng và cuối cùng là được thài ra ngoài Ngoài ra còn có một số công trình phụ như: Bể trộn Clo, bể phân hủy bùn kỵ khí,

MO IT

GX ANH.IN

FO

3 Quá trình sinh học

- Chuyển hóa/ khử chất dinh dưỡng (N và P )

- Trong một số trường hợp khử những hợp chất và những thành phần hữu cơ dạng vết

Vai trò của vi sinh vật trong xử lý nước thải

- Khử các chất hoà tan, BOD Cacbon và ổn định hợp chất hữu cơ trong nước thải

Nhiều loại vi sinh, chủ yếu là vi khuẩn oxy hoá hợp chất hữu cơ chứa Cacbon hoà tan thành những sản phẩm đơn giản và sinh sinh khối

Để thực hiện quá trình oxy sinh hố, các chất hữu cơ hồ tan, các chất keo phân tán nhỏ trong nước thải cần được di chuyển vào bên trong tế bào của vi sinh vật Theo quan điểm

Song chắn rác

Bể lắng 1 Bể điều

hoà

Bể tuyển nổi

Bể UASB

Bể aeroten

Bể lắng

2

Bể khử trùng

Bể thu bùn

Bể nén bùn

sân phơi

hiện đại nhất, quá trình xử lý nước thải hay nĩi đúng ơn là việc thu hồi các chất bẩn là một quá trình gồm 3 giai đoạn :

- Di chuyển các chất gây ơ nhiễm từ pha lỏng đến bề mặt của tế bào vi sinh vật

do khuếch tán đối lưu và phân tử

- Di chuyển các chất từ bề mặt ngồi tế bào qua màng bán thấm bằng khuếch tán

do sự chênh lệch nồng độ các chất ở torng và ngồi tế bào

- Quá trình chuyển hố các chất ở trong tế bào vsv với sự sản sinh năng lượng và quá trình tổng hợp các chất mới của tế bào với sự hấp thụ năng lượng

Phương trình tổng quát các phản ứng tổng của quá trình oxy hố sinh hố ở điều kiện hiếu khí :

C5H7NO2 + 5O2 ¾menvi¾ sinh¾® 5CO2 + NH3 + 2 H2O + Q

NH3 + O2 ¾¾menvisinh¾® HNO2 + O2 ¾¾® HNO3

a Mô hình hình thành bông bùn:

Các nhân tố (tính chất bông bùn, hệ sinh vật, các thông số hóa lý của dung dịch,

…) đều thay đổi theo từng thời kỳ của thời gian lưu bùn và có thể được mô tả theo mô hình hình thành bùn kết hợp với đường cong tăng trưởng của vi khuẩn như sau:

¨ Pha Lag (pha thích nghi)

MO IT

GX ANH.IN

FO

Cùng với nước thải đi vào hệ thống bùn hoạt tính, đã có một lượng vi khuẩn nhất định tồn tại từ chất uế hoặc các dòng thấm từ đất Do đó số lượng vi khuẩn theo nước thải vào không phải bằng không

Trong suốt pha lag vi khuẩn trong quá trình bùn hoạt tính hoạt động rất mạnh, nhưng chúng chưa nở rộ Chúng vẫn còn trong giai đoạn thích nghi với một môi trường mới Trong giai đoạn này, chúng bắt đầu sản xuất ra các enzyme cần thiết cho việc phân hủy BOD và tổng hợp nên các vật liệu tế bào chuẩn bị cho việc nhân đôi

Trong giai đoạn này các loại vi khuẩn giúp hình thành bông bùn chưa đủ lớn để có thể sản sinh ra đủ lượng sợi, polysaccharide ngoại bào và các hạt dự trữ giúp bùn kết chặt tạo bông nên bùn vẫn còn phân tán Tương tự, các loài vi khuẩn dạng sợi vẫn còn là những tế bào đơn lẻ, chưa kết thành sợi dài

Trong suốt giai đoạn này, mức độ ô nhiễm hoặc lượng BOD trong bể sục khí là khá cao và DO thấp Các nhóm nguyên sinh động vật có thể sống sót với số lượng lớn trong thời gian này (BOD cao và DO thấp) là những dạng sống thấp nhất như trùng biến hình và trùng roi Do đó trong cuối pha Lag, trùng biến hình và trùng roi không phải cạnh tranh và có thể giành lấy nhiều thức ăn từ lượng vi khuẩn ít ỏi

Mặc dù trùng cỏ, trùng bánh xe, và giun tròn vẫn có thể được tìm thấy trong giai đoạn này nhưng số lượng và hoạt động của chúng rất kém

Bởi vì lượng vi khuẩn còn tương đối ít, nên sự phân hủy BOD không hiệu quả, chất rắn lơ lửng trong nước cao Vì vậy, dòng ra của bùn hoạt tính trong pha lag rất đục, có nồng độ BOD cao và TSS cao

¨ Pha Log (pha tăng trưởng)

Trong pha Log, vi khuẩn đã sản sinh đủ lượng enzyme cần thiết để phân hủy BOD và tổng hợp vật liệu tế bào đã đủ cho việc nhân đôi Pha log có thể được chia làm

2 chặng Trong suốt nửa đầu pha Log, các tế bào vi khuẩn hấp thụ BOD và do đó thành phần dễ bay hơi của MLSS tăng (vi khuẩn mập hẳn lên) Vi khuẩn chưa nhân đôi và

MO IT

GX ANH.IN

FO

chưa tăng lên về số lượng Tuy nhiên, sự tăng phần dễ bay hơi trong MLSS này cũng có thể coi như sự tăng số lượng vi khuẩn

Trong giai đoạn còn lại, sự tổng hợp tế bào và nhân đôi bắt đầu Vi khuẩn tăng lên về số lượng nhờ sử dụng lượng bCOD hòa tan Chúng tăng trưởng theo cấp số nhân Thời gian thế hệ chỉ khoảng 15 – 30 phút nên sự tăng số lượng trong suốt pha Log là rất nhanh (tăng lên rất nhiều)

Theo đó, BOD trong nước cũng giảm nhanh Sự phân hủy BOD dẫn tới giảm bớt

ô nhiễm và DO trong nước tăng Lúc này các loài trùng cỏ bơi tự do đã bùng phát về mặt số lượng bởi vì vi khuẩn – thức ăn ưa thích của chúng – rất dồi dào và mật độ rất cao trong dung dịch Lúc này các loài trùng cỏ bơi tự do không gặp khó khăn gì trong việc tìm thức ăn khi bơi trong dung dịch Thời điểm này, hiệu quả xử lý tốt hơn – BOD đã giảm, DO cao, vi khuẩn đầy, trùng cỏ trở thành loài chiếm ưu thế trong quá trình Thời gian thế hệ của chúng khoảng 24 giờ

Các loài trùng biến hình và trùng roi không thể cạnh tranh thức ăn với trùng cỏ

do chuyển động kém linh hoạt hơn, bé hơn … nên số lượng của chúng giảm đáng kể Mặc dù các loài khác như trùng cỏ bò, có cuống, trùng bánh xe và giun tròn có thể đã được nhìn thấy trong giai đoạn này, nhưng số lượng của chúng vẫn khá nhỏ

Nhờ hoạt động vi khuẩn mạnh hơn giúp hiệu quả xử lý cao hơn, và nhờ việc

“dọn dẹp” vi khuẩn của trùng cỏ, chất lượng nước đầu ra của hệ thống đã cải thiện đáng kể : BOD và TSS giảm, độ đục cũng giảm

¨ Pha tăng trưởng chậm

Pha tăng trưởng chậm có lẽ là pha quan trọng nhất của đường cong tăng trưởng

vi khuẩn và sự hình thành bùn Trong suốt pha này thì sự hình thành bông bùn bắt đầu

vì hai điều kiện quan trọng cần thiết cho sự hình thành bông bùn đã đạt được :

-Tổng số vi khuẩn tối đa trong quá trình và có thể duy trì được điều này nhờ cơ chất hoặc BOD dòng vào

MO IT

GX ANH.IN

FO

-Chúng đã đủ tuổi để sản xuất ra nhiều các chất sợi, polysaccharide ngoại bào vào chất dự trữ cần thiết cho sự tạo bông

Giai đoạn pha log giảm cũng là giai đoạn mà nhiều loài vi khuẩn tồn tại với số lượng nhiều Do sự hình thành bông bùn bắt đầu và các tế bào vi khuẩn gắn kết vào hệ bông bùn nên số lượng vi khuẩn phân tán trong dung dịch giảm hẳn trong khi chúng vẫn rất dồi dào trong các cụm bông bùn Đây là một điều kiện khó khăn cho các loài trùng cỏ bơi tự do trong việc bắt thức ăn nhưng ngược lại là một sự thuận lợi cho việc cạnh tranh thức ăn của các loài trùng cỏ bò Do đó, trùng cỏ bơi tự do giảm hẳn số lượng và trùng cỏ bò trở thành loài ưu thế trong hệ bùn

Do BOD tiếp tục giảm, DO tăng, đủ các chủng loại trùng cỏ sinh sôi nảy nở trong hệ thống Từ đó độ đục của nước thải giảm hẳn, nhờ các loài vi khuẩn phân tán đã bị ăn sạch, còn các chất rất mịn thì bị giữ lại trên bông bùn Do đó chất lượng nước

ra có thể tăng đáng kể, tiếp tục giảm BOD và TSS

Các hạt bông bùn trẻ bắt đầu hình thành nhưng thiếu vi khuẩn sợi nên khó tăng kích thước Các hạt bông trẻ này khó kết dính lại và dễ bị cắt vỡ Vì vậy, các hạt bông thường nhỏ (<150 um) và có dạng tròn Cũng như thiếu các chất tiết sinh học từ vi khuẩn, các hạt bông trẻ thường có màu sáng

¨ Pha hô hấp nội bào

Còn gọi là pha ổn định hay pha cân bằng Sự tăng trưởng của vi khuẩn ngừng lại Hầu hết BOD phân hủy được sử dụng cho duy trì hoạt động tế bào hơn là tổng hợp tế bào mới

Một thay đổi đáng kể có thể thấy trong giai đoạn này là các vi khuẩn dạng sợi phát triển rất mạnh Chúng đã đủ tuổi và đã phát triển thành các sợi dài từ nhiều tế bào kết lại

Các vi khuẩn sợi đơn lẻ vốn đã được gắn sẵn trong các bông bùn trẻ của giai đoạn trước nay phát triển theo chiều dài và vươn ra khỏi bông bùn vào trong dung dịch Các vi khuẩn này giúp cho bông bùn kết dính chắc chắn hơn, không bị tác động cắt phá vỡ Các vi khuẩn sợi dài còn giúp còn giúp bông bùn phát triển về kích thước

MO IT

GX ANH.IN

FO

Bông bùn già mới có đủ lượng vi khuẩn sợi để có được một kích thước trung bình (150 – 500 um) và lớn (>500 um) Do các vi khuẩn tạo bông phát triển dọc theo các vi khuẩn sợi vươn ra từ bông bùn nên bông bùn sẽ dần dần có hình dạng không hình thù gì rõ ràng Các bông bùn già sẽ có màu sẫm do sự tích lũy các hợp chất và chất béo sinh học

Trong giai đoạn này, vi khuẩn lại tăng lên về chủng loại nên hiệu quả xử lý vẫn tiếp tục được cải thiện Đây là điều kiện cho sự tăng trưởng của các loài trùng cỏ bò và có cuống, bởi vì các điều kiện đã tối ưu như BOD xuống khá thấp và DO cao Hai nhóm trùng cỏ trên sẽ cạnh tranh nhau vị trí vượt trội Số lượng của chúng có thể đạt tới 50.000 con / mL

Các loài trùng cỏ phát triển nhiều sẽ tăng thêm tác động bắt vi khuẩn và tiết các chất thải giúp kết dính bùn – tăng hiệu quả xử lý nước và kết bông bùn Việc tiết chất giúp giảm 1/3 chất keo trong dung dịch

Trùng bánh xe, giun tròn, và các động vật không xương sống cao hơn thuộc loại hiếu khí bắt buộc và rất nhạy cảm với BOD cao nên ở giai đoạn này chúng đã có thể xuất hiện với số lượng lớn Chúng ăn các vi khuẩn trong bông bùn, các loài trùng roi nhỏ và các vật chất hữu cơ khác Các sinh vật này có thời gian thế hệ rất dài so với các loài vi khuẩn và nguyên sinh động vật khác, có thể lên đến vài tuần Thời gian thế hệ này thường lớn hơn tuổi bùn của hầu hết các hệ bùn hoạt tính Thời gian thế hệ dài là một trong những lý do khiến chúng ít tăng trưởng về số lượng Lý do khác là dòng chảy rối do khuấy trộn bùn khiến cho con đực và con cái khó gặp nhau để giao phối Đối với hầu hết trùng bánh xe và giun tròn, các yếu tố sau trong vòng đời của chúng phải có để hoàn thành một thời gian thế hệ:

-Con đực và cái phải gặp nhau để giao phối -Con cái phải đẻ trứng và đặt trứng trên bông bùn -Trứng phải nở và con non phải chui ra khỏi trứng -Con non phải trãi qua nhiều giai đoạn lột xác trước khi trưởng thành sinh dục

MO IT

GX ANH.IN

FO

Tuy nhiên sự gia tăng về số lượng của chúng vẫn có thể xảy ra đối với hệ thống ổn định đủ lâu và có bùn đủ già Điều kiện này thường gặp ở các hồ sục khí lớn, nơi thường bắt gặp chúng với số lượng nhiều

Trùng bánh xe và giun tròn là các loài rất nên có trong hệ bùn hoạt tính vì khả năng bắt vi khuẩn, tạo chất kết dính, giúp tăng khối lượng bông, cũng như hoạt động đào bông bùn của chúng Hoạt động đào bông bùn này cho phép DO, cơ chất, dinh dưỡng thâm nhập vào bên trong bông bùn, tạo cơ hội cho nhiều vi khuẩn có thể tiếp xúc với cơ chất hơn và xử lý chúng, BOD giảm thấp hơn Các bó chất thải của chúng tiết ra lại là một mầm mống cho một bông bùn mới hình thành

Các vấn đề về lắng và sự mất chất rắn trong các quá trình bùn hoạt tính gây ra bởi các điều kiện vận hành Ví dụ như sự phát triển quá mức của các vi khuẩn dạng sợi, sự xuất hiện của các hạt bông suy dinh dưỡng và sự có mặt của bọt Để đánh giá nguyên nhân của các sự cố trên, hệ vi sinh vật trong bùn cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc chỉ thị

b Ảnh hưởng của các yếu tố lên tốc độ oxy sinh hoá

¨ Ảnh hưởng của nhiệt độ:

Vận tốc của phản ứng oxy hóa sinh hóa tăng khi nhiệt độ tăng Thực tế nhiệt độ nước thải trong hệ thống được duy trì ở 20o -30o C Nhiệt độ tăng quá ngưỡng trên có thể làm cho các vi sinh vật bị cheat., còn nhiệt độ quá thấp tốc độ làm sạch sẽ bị giảm và quá trình thích nghi của vi sinh vật với môi trường mới bị chậm lại, các quá trình nitrat hóa, hoạt tính keo tụ, lắng bùn bị giảm hiệu suất Còn ở trong phạm vi tối ưu trên thì khi nhiệt độ tăng, vận tốc quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ tăng từ 2 đến 3 lần

¨ Ảnh hưởng của kim loại nặng

Bùn hoạt tính có khả năng hấp thụ các kim loại nặng Khi đó hoạt động sinh hóa của chúng bị giảm do sự phát triển mạnh vi khuẩn dạng sợi làm cho bùn hoạt tính bị

MO IT

GX ANH.IN

FO

phồng lên Theo mức độ độc hại, các kim loại nặng có thể được sắp xếp theo thứ tụ sau:

Sb>Ag>Cu>Hg>Co>Ni>Pb>Cr>V>Cd>Zn>Fe

¨ Hấp thụ và nhu cầu oxy:

Để oxy hoá các chất hữu cơ, các vi sinh vật cần có oxy và nó chỉ có thể sử dụng oxy hòa tan Để cung cấp oxy cho nước thải người ta tiến hành quá trình thông khí, khuếch tán dòng không khí thành các bóng nhỏ phân bố đều trong khối chất lỏng

¨ Các nhân tố dinh dưỡng và vi lượng

Để có phản ứng sinh hóa nước thải cần phải chứa những hợp chất của các nguyên tố vi lượng và dinh dưỡng Đó là các nguyên tố nitơ, photpho, kali, Mg, Ca, Na,

Cl, Fe, Mn, Mo, Ni, Co, Zn, Cu…Trong đó nitơ,photpho và kali là các nguyên tố chủ yếu, cần được bảo đảm một lượng cần thiết trong xử lý sinh hóa

Khi thiếu N lâu dài, ngoài việc càn trở quá trình sinh hóa các chất bẩn hữu cơ còn tạo ra bùn hoạt tính khó lắng

Khi thiếu Photpho dẫn đến sụ phát triển của vi khuẩn dạng sợi, làm bùn hoạt tính bị phồng lên, khó lắng và bị cuốn ra khỏi hệ thống xử lý làm giảm sinh trưởng của bùn hoạt tính và giảm cường độ quá trình oxy hoá

Hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng phụ thuộc vào thành phần nước thải và tỉ lệ giữa chúng được xác định bằng thực nghiệm Đề tính toán sơ bộ người ta lấy tỉ lệ BOD: N: P = 100: 5: 1

KHi trong nước thải không có đủ N và P, người ta bổ sung bằng các đưa thêm phân N, P và K vào Mặt khác nước thải sinh hoạt có chứa các chất dinh dưỡng này nên khi kết hợp xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất thì không cần bổ sung các nguyên tố dinh dưỡng

Ngoài ra giá trị pH cũng ảnh hưởng lớn đến quá trình tạo men và quá trình hấp thụ chất dinh dưỡng của tế bào Đối với đa số vi sinh vật, khoảng giá trị tối ưu là 6.5 –

MO IT

GX ANH.IN

FO

Quá trình sinh học gồm có quá trình sinh trưởng lơ lửng và quá trình sinh trưởng bám dính

4 Quá trình sinh trưởng lơ lửng:

Trong quá trình sinh trưởng lơ lửng, vi sinh vật dùng để xử lý nước thải được duy trì

lơ lửng trong nước thải bằng những biện pháp hòa trộn thích hợp Nhiều quá trình sinh trưởng lơ lửng xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp hoạt động trong điều kiện có oxy hoà tan ( hiếu khí), tuy nhiên các quá trình sinh trưởng lơ lửng kỵ khí cũng được sử dụng để xử lý những nước thải công nghiệp có nồng độ chất hữu cơ và bùn cao

Quá trình bùn hoạt tính được phát triển vào khoảng name 1913 bởi Clark và Gage và bởi Ardern và Lockett name 1914 Bùn hoạt tính là khối quàn thể vi sinh vật có khả năng ổn định chất thải dưới điều kiện hiếu khí

Trong bể hiếu khí, nước thải tiếp xúc với bông bùn vi sinh lơ lửng bằng cách khoấy trộn và cung cấp khí

Sinh khối lơ lửng được gọi là chất rắn lơ lửng hỗn hợp (MLSS) hoặc chất rắn bay hơi hỗn hợp (MLVSS) Hỗn hợp bùn hoạt tính sau đó sẽ chảy sang bể lắng và bông bùn sẽ được lắng xuống Sinh khối lắng được coi như là bùn hoạt tính do có sự hiện diện của các vi sinh vật , sinh khối lắng sẽ được tuần hoàn lại bể aerotank để tiếp tục phân hủy sinh học với những hợp chất hữu cơ đầu vào

Một phần cặn lắng được loại bỏ hàng ngày hoặc theo định kỳ Sinh khối dư và những chất rắn không phân huỷ sinh học trong nước thải đầu vào sẽ được lấy khỏi hệ thống

Đặc điểm quan trọng của quá trình bùn hoạt tính là sự hình thành bông, có kích thướt khoảng từ 5 – 20 µm, những bông này có thể loại bỏ bằng phương pháp lắng trọng lực Thông thường, hơn 99 % cặn lơ lửng có thể được loại bỏ từ quá trình lắng

5 Quá trình sinh trưởng bám dính

MO IT

GX ANH.IN

FO

Trong quá trình sinh trưởng bám dính, các vi sinh vật có nhiệm vụ chuyển hóa chất hữu cơ và chất dinh dưỡng bám dính trên các giá thể trơ (màng sinh học) Những giá thể trơ cố định bao gồm: đá, sỏi, xỉ, cát, cây gỗ đỏ và những vật liệu tổng hợp khác

Quá trình sinh trưởng bám dính có thể hoạt động trong điều kiện hiếu khí hay kỵ khí Giá thể cố định có thể được đặt ngập trong nước hoặc không đặt ngập (có khoảng không tạo điều kiện thoáng khí trên bề mặt màng vi sinh)

Quá trình sinh trưởng bám dính hiếu khí được sử dụng rộng rãi nhất là quá trình lọc nhỏ giot: nước thải được phân phối đều khắp diện tích bề mặt của bể chứa giá thể cố định không đặt ngập

Trước nay đá được sử dụng như là những vật liệu cố định cho lọc nhỏ giọt, có chiều sâu trung bình từ 1.25 đến 2m Lọc nhỏ giọt ngày nay có chiều cao từ 5 – 10m và giá thể làm bằng nhựa dẻo

Giá thể nhựa thường chiếm khoảng 90 – 95% thể tích của tháp kể cả các khe hở Khí được lưu thông qua những khe hở bằng thông gió tự nhiên hay quạt gió để cung cấp oxy cho những vi sinh vật phát triển

Sinh khối dư định kì tróc ra từ sự sinh trưởng bám dính và bùn sinh học này tách khỏi nước bằng quá trình lắng Cặn được thu gom ở đáy của bể lắng và thải bỏ

Do kết quả của việc sinh sôi nảy nở của các vi sinh vật cũng như việc tách các chất bẩn ra khỏi nước thải mà số lượng bùn hoạt tính ngày càng gia tăng Số lượng bùn

MO IT

GX ANH.IN

FO

thừa này chẳng những không giúp cho quá trình xử lý nước thải sinh hoạt mà còn gây trở ngại cho việc xử lý

Độ ẩm của bùn hoạt tính khoảng 90 – 95%, trước khi đưa lean bể metan cần làm giảm thể tích

Trong sơ đồ xử lý nước thải bằng bể aerotank còn có các công trình phụ như: trạm bơm không khí, bể nén bù, đường ống dẫn bùn, đường ống dẫn không khí

Phân loại bể Aerotank:

a Phân loại theo nguyên lý làm việc:

+ Bể aerotank thông thường: xử lý sinh hóa nước thải với công suất lớn

¨ Bể aerotank xử lý sinh học không hoàn toàn: BOD20 của nước thải đã xử lý đạt 60 – 80 mg/l, thời gian làm thoáng khoảng 2 giờ Trong bể này chỉ oxy hóa những chất hữu cơ dễ oxy hóa, một phần chất không hòa tan và keo cũng được hấp thụ Loại này có ngăn phục hồi bùn hoạt tính

¨ Bể Aerotank xử lý sinh học hoàn toàn: BOD20 của nước thải đã xử lý đạt 15 – 20 mg/l Bể aerotank này thường áp dụng để xử lý nước thải ngành công nghiệp thực phẩm

b Phân loại theo quy trình công nghệ:

Bể aerotank một bậc và Aerotank 2 bậc ( áp dụng để xử lý nước thải có nồng độ cao)

c Phân loại theo cấu trúc dòng chảy:

Bể aerotank xáo trộn hoàn toàn và bể Aerotank dòng chảy plug và bể aerotank kiểu hỗn hợp

d Phân loại theo phương pháp làm thoáng:

Bể aerotank làm thoáng bằng bơm khí nén

MO IT

GX ANH.IN

FO

Bể aerotank làm thoáng bằng máykhoay cơ học

Bể aerotank làm thoáng kết hợp

Bể aerotank làm thoáng áp lục thấp (dùng quạt gió)

e Một số loại bể bùn hoạt tính thông dụng:

- Bể phản ứng từng mẻ SBR:

Ưu điểm:

+ Quá trình linh hoạt và dễ dàng vận hành:

+ Cặn hỗn dịch không thể thải ra ngoài bằng sự tràn thủy lực vì lưu lượng cung cấp phù hợp

+ Lắng tĩnh tạo nồng độ TSS đầu ra thấp

Khuyết điểm:

+ Quá trình thiết kế phức tạp

+ Chất lượng đầu ra phụ thuộc khả năng gain chất lỏng

+ Có thể cần điều hoà đầu ra trước khi lọc và khử

- Mương oxy hóa

Ưu điểm:

+ Thể tích bể phản ứng lớn chịu đựng được sự biến thiên tải lượng không có ảnh hưởng đáng kể chất lượng đầu ra

+ Hiệu quả khử N tố, có thể đạt được mức nhỏ hơn 10mg/l TN đầu ra

- Bể ổn định tiếp xúc:

Ưu điểm:

+ Bùn lắng tốt hơn thông thường, áp dụng cho nướ thải có hàm lượng keo cao

- Aerotank tăng cường:

Khuyết điểm: bể phải lớn, tốn nhiều năng lượng vận hành

- Bể aerotank nhiều bậc:

Ưu điểm:

+ Thời gian lưu nước ngắn hơn, tải trọng cao hơn, thể tích bể sẽ nhỏ hơn

+ Khử ni-tơ tốt

Khuyết điểm:

+ Hoạt động phức tạp

+ Điều khiển việc tách lưu lượng được yêu cầu để hoạt động tốt

f Phương pháp ổn định cặn hiếu khí có các ưu điểm sau so với phương pháp

kỵ khí:

- Chi phí lao động tối thiểu

- Kết cấu đơn giản

- Dễ tự động hóa

- Không có mùi

- Tính chất nước ra tốt hơn

g Sơ đồ xử lý nước thải ở bể Aerotank:

Sơ đồ 1: xử lý hoàn toàn bằng phương pháp sinh học ở bể aerotank một bậc không có ngăn phục hồi bùn hoạt tính

Ưu điểm: thiết bị kỹ thuật và quản lý đơn giản, được áp dụng rộng rãi

MO IT

GX ANH.IN

FO