TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY TNHH THỦY SẢN SIMMY, CÔNG SUẤT 200M3NGÀY ĐÊM

Đối với các nguồn nước mặt, các chất ô nhiễm có trong nước thải chế biến thuỷsản sẽ làm suy thoái chất lượng nước, tác động xấu đến môi trường và thủy sinh vật, cụ thể như sau: Các chất

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong những thập niên gần đây, ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm nướcnói riêng đang trở thành mối lo chung của nhân loại Vấn đề ô nhiễm môi trường vàbảo vệ sự trong sạch cho các thủy vực hiện nay đang là những vấn đề cấp bách trongquá trình phát triển kinh tế, xã hội Để phát triển bền vững chúng ta cần có những biệnpháp kỹ thuật hạn chế, loại bỏ các chất ô nhiễm do hoạt động sống và sản xuất thải ramôi tường Một trong những biện pháp tích cực trong công tác bảo vệ môi trường vàchống ô nhiễm nguồn nước là tổ chức thoát nước và và xử lý nước thải trước khi xảvào nguồn tiếp nhận

Chế biến thủy sản ở nước ta là ngành công nghiệp có mạng lưới sản xuất rộngvới nhiều mặt hàng, nhiều chủng loại hiện nay có tốc độ tăng trưởng kinh tế rất cao.Tuy nhiên tăng trưởng kinh tế của ngành mới chỉ là điều kiện cần nhưng chưa đủ cho

sự phát triển, vì sản xuất càng phát triển thì lượng chất thải càng lớn Các chất thải cóthành phần chủ yếu là các chất hữu cơ bao gồm các hợp chất chứa Cacbon, Nitơ,Photpho… Trong điều kiện khí hậu Việt Nam chúng nhanh chóng bị phân hủy gây ônhiễm môi trường đất, nước, không khí và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người Ví

dụ, nồng độ COD trong nước thải công ty chế biến thủy sản các loại khoảng 2000 ÷

6000 mg/l vượt quá 30 lần tiêu chuẩn cho phép (QCVN 24-2009/BTNMT)

Trong những năm gần đây có rất nhiều khiếu kiện và ý kiến phản ứng của nhândân về ô nhiễm môi trường do ngành chế biến thủy sản gây ra Điều này cho thấyngành chế biến thủy sản đang đứng trước nguy cơ làm suy thoái môi trường, ảnhhưởng không những đến cuộc sống hiện tại mà cả cho thế hệ tương lai

Và công ty TNHH thủy sản SIMMY cũng là một trong những nguồn gây tác độngđến môi trường, chính vì vậy mà đề tài “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thảicông ty chế biến thủy sản SIMMY” được thực hiện nhằm mục đích giải quyết ô nhiễmcủa nước thải tại công ty giúp công ty phát triển kinh tế cùng với bảo vệ môi trườngbền vững

2 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI

Thiết kế công nghệ xử lý nước thải công ty chế biến thủy sản SIMMY với côngsuất200 m3/ngày để xử lý nước thải, giảm thiểu tác hại lên môi trường trong điều kiệnphù hợp với thực tế của công ty thuỷ sản SIMMY

3 NỘI DUNG

- Tổngquan về công ty TNHH THỦY SẢN SIMMY

- Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải thủy sản

- Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải thủy sản công ty SIMMY

- Tính toán thiết kế các công trình đơn vị

- Tính toán kinh tế

- Quản lý vận hành

- Kết luận và kiến nghị

4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

Đề tài được thực hiện dựa trên các phương pháp nghiên cứu sau:

- Phương pháp thu thập tài liệu: dữ liệu được thu thập từ các kết quả nghiêncứu, các tài liệu có liên quan

- Phương pháp khảo sát thực địa: tiến hành khảo sát về tính chất, thành phầnnước thải

- Phương pháp phân tích: lấy mẫu đo dạc và phân tích các chỉ tiêu chấtlượng nước

Chương 1 Tổng quan về công ty TNHH thủy sản SIMMY

Chương 2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải thủy sản Chương 3 Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải thủy sản công ty SIMMY Chương 4 Tính toán thiết kế các công trình đơn vị

Chương 5 Tính toán kinh tế

Chương 6 Quản lý và vận vận hành

Chương 7 Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 CÔNG TY CHẾ BIẾN SẢN XUẤT THỦY SẢN SIMMY

1.1.1 Giới thiệu công ty:

Tên công ty: Công ty TNHH thủy sản SIMMY.

Địa chỉ: Lô B04-1, KCN Đức Hòa 1 Hạnh Phúc, ấp 5, xã Đức Hòa Đông, huyện

Đức Hòa, tỉnh Long An

Lĩnh vực hoạt động: Kinh doanh, gia công chế biến thủy hải sản xuất khẩu.

1.1.2 Sản phẩm và thị trường tiêu thụ

Sản phẩm chính của công ty chủ yếu là tôm đông lạnh, khoảng 6884 tấn/năm, tùytheo đơn đặt hàng, sản phẩm chủ yếu xuất ra thị trường Trung Quốc và Đài Loan

1.1.3 Quy trình sản xuất

Sơ đồ công nghệ chế biến tôm sú

Hình1.1 : Sơ đồ quy trình chung chế biến tôm sú.

1.2 NGUỒN GỐC PHÁT SINH CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG NGÀNH CHẾ BIẾN THỦY SẢN

Các nguồn gây ô nhiễm chủ yếu trong các công ty chế biến đông lạnh thườngđược phân chia thành 3 dạng: chất thải rắn, chất thải lỏng và chất thải khí Trong quátrình sản xuất cũng gây ra các nguồn ô nhiễm khác như tiếng ồn, độ rung và khả nănggây cháy nổ

1.2.1 Chất thải rắn

Chất thải rắn thu được từ quá trình chế biến tôm, mực, đầu vỏ tôm, vỏ sị, da, maimực, nội tạng… Thành phần chính của phế thải sản xuất các sản phẩm thuỷ sản chủyếu là các chất hữu cơ giàu đạm, canxi, phốtpho Toàn bộ phế liệu này được tận dụng

để chế biến các sản phẩm phụ, hoặc đem bán cho doanh nghiệp làm thức ăn cho người,thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm hoặc thuỷ sản

Ngoài ra còn có một lượng nhỏ rác thải sinh hoạt, các bao bì, dây niềng hư hỏnghoặc đã qua sử dụng với thành phần đặc trưng của rác thải đô thị

1.2.2 Chất thải lỏng

Nước thải trong công ty chế biến đông lạnh phần lớn là nước thải trong quá trìnhsản xuất bao gồm nước rửa nguyên liệu, bán thành phẩm, nước sử dụng cho vệ sinh vnhà xưởng, thiết bị, dụng cụ chế biến, nước vệ sinh cho công nhân

Lượng nước thải và nguồn gây ô nhiễm chính là do nước thải trong sản xuất

1.2.3 Khí thải

Khí thải sinh ra từ công ty cụ thể là:

Khí thải Chlo sinh ra trong quá trình khử trang thiết bị, nhà xưởng chế biến vàkhử trùng nguyên liệu, bán thành phẩm

Mùi tanh từ mực, tôm nguyên liệu, mùi hơi tanh từ nơi chứa phế thải, vỏ sị, cốngrãnh

Bụi sinh ra trong quá trình vận chuyển, bốc dỡ nguyên liệu

Hơi tác nhân lạnh có thể bị rò rỉ: NH3

Hơi xăng dầu từ các bồn chứa nhiên liệu, máy phát điện, nồi hơi.

1.3.1 Tác động của nước thải đến môi trường.

Nước thải chế biến thuỷ sản có hàm lượng các chất ô nhiễm cao nếu không được

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

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

và gây ô nhiễm nước ngầm Các nguồn nước ngầm nhiễm các chất hữu cơ, dinh dưỡng

và vi trùng rất khó xử lý thành nước sạch cung cấp cho sinh hoạt

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

cụ thể như sau:

Các chất hữu cơ

Các chất hữu cơ chứa trong nước thải chế biến thuỷ sản chủ yếu là dễ bị phânhủy Trong nước thải chứa các chất như cacbonhydrat, protein, chất béo khi xả vàonguồn nước sẽ làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụngôxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ Nồng độ oxy hòa tan dưới 50% bão hòa cókhả năng gây ảnh hưởng tới sự phát triển của tôm, cá Oxy hòa tan giảm không chỉ gâysuy thoái tài nguyên thủy sản mà còn làm giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước,dẫn đến giảm chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp

Tác động của chất rắn lơ lửng

Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc có màu, nó hạn chế độ sâu tầngnước được ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của tảo, rongrêu Chất rắn lơ lửng cũng là tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên thủysinh đồng thời gây tác hại về mặt cảm quan (tăng độ đục nguồn nước) và gây bồi lắnglòng sông, cản trở sự lưu thông nước và tàu bè…

Tác động của các chất dinh dưỡng (N, P)

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

Amonia rất độc cho tôm, cá dù ở nồng độ rất nhỏ Nồng độ làm chết tôm, cá từ1,2 ÷ 3 mg/l Tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi trồng thủy sản của nhiều quốc gia yêucầu nồng độ Amonia không vượt quá 1mg/l

Vi sinh vật

Các vi sinh vật đặc biệt vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sán trong nguồn nước lànguồn ô nhiễm đặc biệt Con người trực tiếp sử dụng nguồn nước nhiễm bẩn hay quacác nhân tố lây bệnh sẽ truyền dẫn các bệnh dịch cho người như bệnh lỵ, thương hàn,bại liệt, nhiễm khuẩn đường tiết niệu, tiêu chảy cấp tính

1.3.2 Tác động của khí thải đến môi trường

Các khí thải có chứa bụi, các chất khí COx, NOx, SOx… sẽ tác động xấu tới sứckhoẻ của công nhân lao động trong khu vực, đây là tác nhân gây bệnh đường hô hấpcho con người nếu hít thở không khí ô nhiễm lâu ngày

Khí Clo phát sinh từ khâu vệ sinh khử trùng Nước khử trùng thiết bị, dụng cụchứa hàm lượng Chlorine 100 – 200 ppm Chlo hoạt động còn lại trong nước thải với

hàm lượng cao và nồng độ khí Clo trong không khí đo được tại chỗ thường cao hơnmức quy định từ 5 đến 7 lần.

Clo là loại khí độc, gây ảnh hưởng trực tiếp đến mắt, đường hô hấp khi tiếp xúc ở nồng

độ cao có thể gây chết người ngoài ra, các sản phẩm phụ là các chất hữu cơ dẫn xuấtcủa chlo có độ bền vững và độc tính cao các chất này đều độc hại và có khả năng tích

tụ sinh học

Mùi hôi tanh ở khu vưc sản xuất tuy không có độc tính cấp, nhưng trong điềukiện phải tiếp xúc với thời gian dài người lao động sẽ có biểu hiện đặc trưng như buồnnôn, kém ăn, mệt mỏi trong giờ làm việc

1.3.3 Tác động do hệ thống lạnh

Các hệ thống lạnh trong chế biến thuỷ sản thường xuyên hoạt động, nhiệt độ củacác tủ cấp đông hoặc kho lạnh cần duy trì tương ứng -40 oC và –250C, làm tăng độ ẩmcục bộ lên rất cao Trong điều kiện tiếp xúc với nước lạnh thường xuyên và lâu dài,làm việc ở điều kiện nhiệt độ thay đổi ngột, liên tục, người lao động hay mắc các bệnh

về đường hô hấp, viêm khớp

1.3.4 Vệ sinh lao động và bệnh nghề nghiệp

Bất cứ ngành công nghiệp nào cũng gặp phải vấn đề liên quan đến vệ sinh laođộng và bệnh nghề nghiệp tác tác động xấu đến sức khoẻ người lao động nếu không có

sự quan tâm giải quyết hợp lý

Điều kiện lao động lạnh ẩm trong công ty chế biến thuỷ sản đông lạnh thườnggây ra các bệnh cũng hay gặp ở các nghành khác như viêm xoang, họng, viêm kết mạcmắt( trên 60%) và các bệnh phụ khoa ( trên 50%)

Các khí CFC (Cloro – Fluo - Cacbon) được dùng trong các thiết bị lạnh, từ lâu

đã được coi là tác nhân gây thủng tầng ôzôn và sẽ bị cấm dùng trong thời gian tới.Ngoài ra bản thân CFC là các chất độc, khi hít phải ở nồng độ cao có thể gây ngộ độccấp tính, thậm chí gây tử vong

Nhận xét chung về nước thải ngành chế biến thủy sản

Nước thải ngành chế biến thủy sản có COD dao động trung bình từ 1000 ÷

6000 mg/l, hàm lượng BOD dao động trung bình từ 400 ÷ 3800 mg/l, hàm lượng Nitơcũng rất cao So với tiêu chuẩn TCVN 5945 –1995 thì nước thải ngành chế biến thủysản đã vượt mức cho phép gấp nhiều lần Ngoài ra nước thải còn chứa

các bã rắn như: vây, dè, đầu, ruột, … rất dễ lắng Vì vậy, việc nghiên cứu áp dụng vàtriển khai công nghệ xử lý nước thải ngành chế biến thủy sản là vấn đề cấp bách màchúng ta phải thực hiện

1.4 CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM

1.4.1 Biện pháp giảm thiểu nước sử dụng và nước thải:

Một số nguyên tắc giảm thiểu lượng nước sử dụng:

- Khóa nước khi không cần dùng

- Sử dụng nước hiệu quả ở những nơi cần dùng

- Xem xét việc lựa chọn các quá trình “khô” thay cho quá trình “ướt” thông thường

Một số nguyên tắc giảm thiểu nước thải:

- Tách riêng chất thải rắn ra khỏi nước

- Tránh cắt nhỏ hoặc nghiền nhỏ chất thải (khi không cần thiết)

- Không ngâm chất thải trong nước hoặc cho nước máy chảy qua chất thải Không

để chất thải rơi vãi xuống sàn ở những nơi có thể

- Loại bỏ chất thải khỏi khu vực chế biến

1.4.2 Biện pháp xử lý nước thải

Yêu cầu đối với hệ thống xử lý nước thải phải đạt được hiệu suất loại bỏ tối thiểu 90%chất rắn lơ lửng, 97 – 98% đối với COD, 96-98% BOD và hơn 99% vi sinh có hại.Công nghệ xử lý:

Quy trình xử lý nước thải lựa chọn theo phương án xử lý 3 bậc nhằm hạn chế đến mứctối đa hàm lượng chất thải

Bao gồm các công đoạn như sau:

- Lọc rác bằng máy lọc rác tự động

- Thu gom, cân bằng nước thải và tách dầu mỡ

- Xử lý bậc 1 bằng phương pháp sinh học yếm khí trong bể UASB

- Xử lý bậc 2 bằng phương pháp sinh học hiếu khí trong bể Aeroten

- Xử lý bậc 3 bằng phương pháp hoá lý: keo tụ, lắng lọc và khử trùng

Bùn lắng tụ được hút vào ngăn chứa bùn, bể phân huỷ bùn và cuối cùng được hút thảivào bãi rác hoặc dùng để bón cây

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

NƯỚC THẢI THỦY SẢN

2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN

Do đặc tính nước thải ngành chế biến thủy sản chứa lượng chất hữu cơ lớn, tỉ sốBOD/COD dao động khoảng từ 0,5 đến 0,7 nên biện pháp xử lý thường được áp dụng

là sử dụng các công trình xử lý sinh học

Trong nước thải còn chứa lượng cặn khá lớn, các mảnh vụn nguyên liệu có đặctính cơ học tương đối bền vì thế trước khi đưa vào hệ thống xử lý sinh học, nước thảicần được xử lý bằng các công trình xử lý cơ học để loại bỏ cặn này

Do lưu lượng và chất lượng nước thải chế biến thủy sản thay đổi rất lớn theo thờigian, do đó trong công nghệ thường phải sử dụng bể điều hòa có dung tích đủ lớn để ổđịnh dòng nước thải vào công trình xử lý sinh học tiếp theo

Nước thải sau khi xử lý sinh học vẫn còn một số vi sinh vật gây bệnh, do đó phảiqua giai đoạn khử trùng trước khi xả ra ngoài môi trường

2.1.1 Phương pháp cơ học

Xử lý cơ học (hay còn gọi là xử lý bậc I) nhằm mục đích loại bỏ các tạp chấtkhông tan (rác, cát nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi…) ra khỏi nước thải;điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải

Các công trình xử lý cơ học nước thải thủy sản thông dụng:

2.1.1.1 Song chắn rác

Song chắn rác thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoặc có thể đặt tại cácmiệng xả trong phân xưởng sản xuất nhằm giữ lại các tạp chất có kích thước lớn như:nhánh cây, gỗ, lá, giấy, nilông, vải vụn và các loại rác khác

Dựa vào khoảng cách các thanh, song chắn được chia thành hai loại:

Song chắn thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 ÷100mm

Song chắn mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 ÷25mm

2.1.1.2 Lưới lọc

Lưới lọc dùng để khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ, thu hồi các thành phầnquý không tan hoặc khi cần phải loại bỏ rác có kích thước nhỏ Kích thước mắt lưới từ0,5÷1,0mm

Lưới lọc thường được bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay tròn (haycòn gọi là trống quay) hoặc đặt trên các khung hình dĩa

2.1.1.3 Bể lắng cát

Bể lắng cát đặt sau song chắn, lưới chắn và đặt trước bể điều hòa, trước bể lắngđợt I Nhiệm vụ của bể lắng cát là loại bỏ cặn thô nặng như cát, sởi, mảnh vỡ thủytinh, mảnh kim loại, tro tán, thanh vụn, vỏ trứng… đế bảo vệ các thiết bị cơ khí dễ bịmài mòn, giảm cặn nặng ở các công đoạn xử lý tiếp theo Bể lắng cát gồm 3 loại: Bểlắng cát ngang,bể lắng cát tổi khí,bể lắng cát ly tâm

2.1.1.4 Bể điều hòa

Do đặc điểm công nghệ sản xuất của một số ngành công nghiệp, lưu lượng vànồng độ nước thải thường không đều theo các giờ trong ngày, đêm Sự dao động lớn

về lưu lượng và nồng độ dẫn đến những hậu quả xấu về chế độ công tác của mạng lưới

và các công trình xử lý Do đó bể điều hòa được dùng để duy trì dòng thải và nồng độvào công trình xử lý ổ định, khắc phục những sự cố vận hành do sự dao động về nồng

độ và lưu lượng của nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình xử lýsinh học

2.1.1.5 Bể lắng

Dùng để tách các chất không tan ở dạng lơ lửng trong nước thải theo nguyên tắcdựa vào sự khác nhau giữa trọng lượng các hạt cặn có trong nước thải Các bể lắng cóthể bố trí nối tiếp nhau Quá trình lắng tốt có thể loại bỏ đến 90 ÷ 95% lượng cặn cótrong nước thải Vì vậy đây là quá trình quan trọng trong xử lý nước thải, thường bố trí

xử lý ban đầu hay sau khi xử lý sinh học Để có thể tăng cường quá trình lắng ta có thểthêm vào chất đông tụ sinh học

Bể lắng được chia thành các loại sau:bể lắng ngang ,bể lắng đứng,bể lắng ly tâm

2.1.1.6 Bể vớt dầu mỡ

Các loại công trình này thường được ứng dụng khi xử lý nước thải công nghiệp,nhằm loại bỏ các tạp chất có khối lượng riêng nhỏ hơn nước, chúng gây ảnh hưởngxấu tới các công trình thoát nước (mạng lưới và các công trình xử lý)

Vì vậy ta phải thu hồi các chất này trước khi đi vào các công trình phía sau Cácchất này sẽ bịt kín lỗ hổng giữa các hạt vật liệu lọc trong các bể sinh học…và chúngcũng phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể Aerotank, gây khó khăn trong quá trìnhlên men cặn

2.1.1.7 Bể lọc

Công trình này dùng để tách các phần tử lơ lửng, phân tán có trong nước thải vớikích thước tương đối nhỏ sau bể lắng bằng cách cho nước thải đi qua các vật liệu lọcnhư cát, thạch anh, than cốc, than bùn, than gỗ, sỏi nghiền nhỏ… Bể lọc thường làmviệc với hai chế độ lọc và rửa lọc Đối với nước thải ngành chế biến thủy sản thì bể lọc

ít được sử dụng vì nó làm tăng giá thành xử lý

2.1.2 Phương pháp hóa-lý

Cơ sở của phương pháp hóa lý là đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó, chấtnày phản ứng với các tạp chất bẩn trong nước thải và có khả năng loại chúng ra khỏinước thải dưới dạng căn lắng hoặc dưới dạng hòa tan không độc hại

Các phương pháp hóa lý thường được sử dụng để xử lý nước thải chế biến thủy sản làquá trình keo tụ, hấp phụ, trích ly, tuyển nổi…

2.1.2.1 Keo tụ

Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không hể táchđược các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn có kíchthước quá nhỏ Quá trình thủy phân các chất đông tụ và tạo thành các bông keo xảy ratheo các giai đoạn sau:

Me(OH)2+ + HOH ( Me(OH)+ + H+

Các chất keo tụ thường dùng là phèn nhôm (Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2,

Al2(OH)5Cl, KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O); phèn sắt (Fe2(SO4)3.2H2O;

Fe2(SO4)3.3H2O; FeSO4.7H2O và FeCl3) hoặc chất keo tụ không phân ly, dạng caophân tử có nguồn gốc thiên nhiên hoặc tổng hợp Các chất keo tụ cao phân tử cho phépnâng cao đáng kể hiệu quả của quá trình keo tụ và lắng bông cặn sau đó

2.1.2.2 Tuyển nổi

Tuyển nổi được ứng dụng để xử lý các chất lơ lửng trong nước (bùn hoạt tính,màng vi sinh vật) Nước thải được nén đến áp suất 40-60psi với khối lượng không khíbão hòa Khi áp suất của hỗn hợp khí-nước này được giảm đến áp suất khí quyển trong

bể tuyển nổi thì những bọt khí nhỏ bé được giải phóng Bọt khí có khả năng hấp phụcác bông bùn và các chất lơ lửng hoặc nhũ tương (dầu, sợi …) làm chúng kết dính lạivới nhau và nổi lên trên bề mặt bể Hỗn hợp khí - chất rắn nổi lên tạo thành váng trên

bề mặt Nước đã được loại bỏ các chất rắn lơ lửng được xả ra từ đáy của bể tuyển nổi

2.1.3 Phương pháp sinh học

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là dựa vào khả năng sống và hoạtđộng sống của vi sinh vật có tác dụng phân hóa chất hữu cơ Do quá trình phân hóaphức tạp nhưng chất bẩn có được kháng hóa và trở thành nước , chất vô cơ và nhữngchất khí như : H2S , Sunfit , Amoniac , Nitơ …

Phương pháp này dựa trên cơ sở sử dụng hoạt động của các vi sinh vật để phânhủy chất hữu cơ có trong nước thải Các vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một sốmuối khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình dinh dưỡngchúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinhkhối của chúng tăng lên Quá trình phân hủy chất hữu cơ nhờ sinh vật gọi là quá trìnhoxy hóa sinh hóa Như vậy nước thải có thể xử lý bằng phương pháp sinh học sẽ đặc

trưng bằng các chỉ tiêu BOD, COD Để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh họchiệu quả thì tỷ số BOD/COD ≥ 0.5

Các phương pháp xử lý sinh học có thể phân loại trên cơ sở khác nhau, dựa vàoquá trình hô hấp của sinh vật có thể chia ra làm 2 loại : quá trình hiếu khí và kỵ khí.Các công trình áp dụng phương pháp này như :

Bể Aerotank

Bể lọc sinh họcMương oxy hóa

Chất hữu cơ sẽ bị phân hủy bởi quần thể vi sinh vật dính kết trên lớp vật liệu lọc Cácchất hữu cơ trong nước thải sẽ bị hấp phụ vào màng vi sinh vật dày 0,1 -0,2 mm và bịphân hủy bởi vi sinh vật hiếu khí Khi vi sinh vật sinh trưởng và phát triển, bề dày lớpmàng tăng lên, do đó, oxy đã bị tiêu thụ trước khi khuếch tán hết chiều dày màng sinhvật Như vậy môi trường kỵ khí được hình thành ngay sát bề mặt vật liệu lọc

Khi chiều dày lớp màng tăng lên, quá trình đồng hóa chất hữu cơ xảy ra trước khichúng tiếp xúc với vi sinh vật gần bề mặt vật liệu lọc Kết quả là vi sinh vật bị phânhủy nội bào, không còn khả năng dính bám trên bề mặt vật liệu lọc và bị rửa trôi

Hình 2.1 Cấu tạo bể lọc sinh học nhỏ giọt

 Đĩa sinh học

Đĩa sinh học gồm hàng loạt đĩa tròn phẳng bằng polystyren hoặc PVC lắp trên mộttrục Các đĩa được đặt ngập trong nước một phần và quay chậm Trong quá trình vậnhành vi sinh vật sinh trưởng, phát triển trên bề mặt đĩa hình thành một lớp màng mỏngbám trên bề mặt đĩa Khi đĩa quay lớp màng sinh học sẽ tiếp xúc với chất hữu cơ trongnước thải và với khí quyển để hấp thụ oxy Đĩa quay sẽ ảnh hưởng đến sự vận chuyểnoxy và đảm bảo cho vi sinh vật tồn tại trong điều kiện hiếu khí

Hình 2.2 Đĩa sinh học ( RBC )

 Bể UASB

- Cả 3 quá trình phân hủy, lắng bùn, tách khí được lắp đặt trong cùng một công trình

- Tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tốc độ lắng vượt xa so vớibùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng

Hình 2.3 Upflow Anaerobic Sludge Blanket(UASB)

Nước thải theo máng răng cưa dẫn đến công trình xử lý tiếp theo

 Bể bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng lơ lửng

Trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, quá trìnhphân hủy xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục Việcsục khí nhằm đảm bảo các yêu cầu cung cấp đủ lượng oxy một cách liên tục và duy trìbùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng Nồng độ oxy hòa tan trong nước ra khỏi bể lắng đợt

2 không nhỏ hơn 2 mg/l Tốc độ sử dụng oxy hòa tan trong bùn hoạt tính phụ thuộcvào:

−Tỷ lệ F/M

−Nhiệt độ

−Tốc độ sinh trưởng và hoạt động sinh lý của vi sinh vật

−Nồng độ sản phẩm độc tích tụ trong quá trình trao đổi chất

−Lượng các chất cấu tạo tế bào

−Hàm lượng oxy hòa tan

Để thiết kế và vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí có hiệu quả cần phải hiệu rõvai trò quan trọng của quần thể vi sinh vật Các vi sinh vật này sẽ phân hủy các chấthữu cơ trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hóa thành tế bào mới, chỉ mộtphần chất hữu cơ bị phân hủy thành CO2, H2O, NO3-, SO42-,…Một cách tổng quát, visinh vật tỏng hệ thống bùn hoạt tính gồm: Pseudomonas, zoogloea, Achromobacter,flacobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium, và 2 loại vi khuẩn nitrate hóaNitrosomonas và Nitrobacter Thêm vào đó, nhiều loại vi khuẩn dạng sợi như:Sphaerotilus, Beggiatoa, Thiothrix, Lecicothrix, và Geotrichum cũng tồn tại

Yêu cầu khi vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí là nước thải đưa vào hệ thốngcần có hàm lượng SS không vượt quá 150 mg/l, hàm lượng snr phẩm dầu mỏ khôngquá 25 mg/l pH = 6,5 – 8,5, nhiệt độ 60C < t0C < 370C

Hình 2.4 Sơ đồ hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí

 Bể sinh học bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng dạng bám dính

Nguyên lý hoạt động của bể này tương tự như trường hợp vi sinh vật sinh trưởng lơlửng, chỉ khác là vi sinh vật phát triển dính bám trên vật liệu tiếp xúc đặt trong bể Sơ

đồ cấu tạo bể bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng dạng bám dính được minh họatrong hình dưới đây:

Hình 2.5 Bể bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám

Cũng theo Van Huyssteen và cộng sự (1990), sự kết hợp của hai quá trình nitrat hóa vàkhử nitrat hóa trong việc xử lý Nitơ trong nước thải có thể được giải thích theo hai cơchế sau.

Đầu tiên, hỗn hợp bùn sinh học và nước thải di chuyển ra xa khỏi hệ thống sục khítrong bể sinh học theo dòng vận chuyển của chất lỏng kéo theo hàm lượng oxy hòa tantrong nước (DO - Dissolved Oxygen) thấp dần, tạo điều kiện thích hợp cho các phảnứng xảy ra trong môi trường thiếu khí Tiếp đó, các bông bùn hoạt tính có thể chứađồng thời hai vùng hiếu khí và thiếu khí do hàm lượng DO trong nước thải không thểkhuếch tán vào toàn bộ bông bùn Mô hình bông bùn hoạt tính với cả hai vùng hiếukhí và thiếu khí được mô tả như ở hình 5 Nitrat sinh ra từ quá trình nitrat hóa trongđiều kiện hiếu khí có thể khuếch tán vào vùng thiếu khí bên trong cùng với cơ chất, tạođiều kiện thích hợp cho quá trình khử nitrat hóa xảy ra trong cùng một bông bùn.Với sự kết hợp của quá trình nitrat hóa và khử nitrat hóa, nồng độ Nitơ trong nước thảiđầu vào được xử lý hiệu quả với bùn hoạt tính và màng vi sinh trên vật liệu tiếp xúc.[8][7][13]

Hình 2.6 Hình biểu diễn hạt bùn hoạt tính với sự kết hợp của vùng hiếu khí và

vùng thiếu khí

 Bể USBF

Mô hình được thiết kế nhằm kết hợp các quá trình loại bỏ carbon (COD, BOD), quátrình nitrat hoá/khử nitrat và quá trình loại bỏ dinh dưỡng (N và P) Nước thải đượcloại bỏ rắn, sau đó, được bơm vào mương chảy tràn thu nước đầu vào cùng trộn lẫnvới dòng tuần hoàn bùn Hồn hợp nước thải và bùn hoạt tính chảy vào ngăn thiếu khí.Ngăn này có vai trò như là ngăn chọn lọc thiếu khí (Anoxic Selector) thực hiện hai cơchế chọn lọc động học (Kinetic Selection) và chọn lọc trao đổi chất (MetabolismSelection) để làm tăng cường hoạt động của vi sinh vật tạo bông nhằm tăng cườnghoạt tính của bông bùn và kìm hãm sự phát triển của các vi sinh vật hình sợi gây vónbùn và nổi bọt Quá trình loại bỏ C, khử nitrat và loại bỏ P diễn ra trong ngăn này Sau

đó, nước thải chảy qua ngăn hiếu khí nhờ khe hở dưỡi đáy ngăn USBF Ở đây ôxyđược cung cấp nhờ các ống cung cấp khí qua một máy bơm Nước thải sau ngăn hiếukhí chảy vào ngăn USBF và di chuyển tử dưới lên, ngược chiều với dòng bùn lắngxuống theo phương thẳng đứng Đây chính là công đoạn thể hiện ưu điểm của hệthống do kết hợp cả lọc và xử lý sinh học của chính khối bùn hoạt tính Phần nướctrong đã được xử lý phía trên chảy tràn vào mương thu nước đầu ra Một phần hỗn hợpnước thải và bùn trong ngăn này được tuần hoàn trở laị ngăn thiếu khí.[7]

Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bể USBF

 Bể khử trùng

Hiện nay có nhiều biện pháp khử trùng có hiệu quả:

− Khử trùng bằng các chất oxi hoá mạnh: Cl2, các hợp chất Clo, O3, KMnO4

− Khử trùng bằng các tia vật lý: tia cực tím

− Khử trùng bằng siêu âm

− Khử trùng bằng phương pháp nhiệt

− Khử trùng bằng các ion kim loại nặng

Khử trùng bằng các chất oxi hoá mạnh: Cl 2 , các hợp chất Clo, O 3 , KMnO 4

Khử trùng bằng Clo lỏng:

Khi dùng Clo lỏng để khử trùng , tại nhà máy phải lắp đạt thiết bị chuyên dùng để đưaClo vào nước gọi là Cloratơ Đây là thiết bị có chức năng pha chế và định lượng Clo

hơi và nước.

Khử trùng bằng Clorua vôi và canxihyphocloit

Clorua vôi được sản xuất bằng cách cho Clo + vôi tôi  Cloruavôi Trong Cloruavôithì lượng Clo hoạt tính chiếm 20 – 25% Canxi hypôclorit Ca (OCl)2 là sản phẩm củaquá trình làm bão hòa dung dịch vôi sữa bằng Clo Hàm lượng Clo hoạt tính chiếm 30– 45%

Khử trùng bằng Natri hypoclorit (nước zaven): NaClo là sản phảm của quá trình

điện phân dung dịch muối ăn Nước zaven có nồng độ Clo hoạt tính từ 6 – 8g/l

Dùng Ôzôn để khử trùng:

+ Độ hòa tan của Ôzôn gấp 13 lần của oxy Khi vừa cho vào trong nước khả năng

tiệt trùng là rất ít , khi Ôzôn đã hòa tan đủ liều lượng, ứng với hàm lượng đủ oxy hoáhữu cơ và vi khuẩn trong nước, lúc đó tác dụng khử trùng mạnh nhanh gấp 3100 lần sovới Clo, thời gian tiệt trùng xảy ra trong khoảng 3 – 8 giây

+ Liều lượng cần thiết cho nước ngầm là 0,75 – 1mg/l; 1,0 – 3,0 mg/l nước mặt; sau

bể lắng 2 trong xử lý nước thải từ 5 – 15mg/l

+ Lớp nước đi qua đèn có độ dày khoảng 6mm, năng lượng tiêu thụ từ 6000 –13000(mocrowat/s), độ bền 3000 giờ đến 8000 giờ

Tuy nhiên khi sử dụng phương pháp này thì chi phí rất cao Các thực nghiệm gần đâycho thấy nước thải có hàm lượng cặn lơ lửng SS < 50mg/l sau khi đi qua hộp đèn cựctím với tiêu chuẩn năng lượng nêu trên thì nước còn 200 Colifrom/100ml

CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

THỦY SẢN3.1 LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Ở CƠNG TY THỦY SẢN SIMMY

Thành phần và tính chất nước thải của cơng ty thủy sản SIMMY

Nước thải của cơng ty chế biến thủy sản SIMMY gồm 3 loại chính: nước thảisinh hoạt, nước thải sản xuất và nước thải vệ sinh công nghiệp Đặc điểm nước thảithuỷ sản là bị ô nhiễm bới các chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, các chất dinh dưỡng và

vi sinh vật gây bệnh Các chất ô nhiễm này khi thải ra ngoài môi trường gây ônhiễm lan toả tới môi trường đất, nước không khí ảnh hưởng tới, kinh tế, cảnh quanvà sức khoẻ con người

Bảng 3.1 Nồng độ chất bẩn trong nước thải sinh hoạt

Bảng 3.2 Nồng độ chất bẩn trong nước thải sản xuất

STT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả phân tích

NT01

Tiêu chuẩn đầu vào của KCN Đức Hòa 1Hạnh Phúc

Xác định lưu lượng nước thải

• Tính toán lưu lượng nước thải sinh hoạt cho 300 công nhân

Nước thải sinh hoạt theo khoảng 3 điều 3.7 TCXD: 33 -2006

Nước thải dùng cho sinh hoạt ở các cơ sở sản xuất công nghiệp là 25 (l/người/ca), hệ

số không điều hòa giờ là: k = 2

(Điều 3, khoảng 3.7 bảng 3.4 TCXDVN 33 -2006)

Lưu lượng nước thải của 300 công nhân tính theo ca là:

Qsh

tb.ca = 300 (người) × 25 (l/người/ca) = 7500 (l/ca) = 7,5 (m3/ca)

Lưu lượng của một ca dùng nước:

Qsh

8

)/(5,

.

h m h

ca m T

Trong T : thời gian làm việc một ca: T = 8h

Lưu lượng nước thải sinh hoạt lớn nhất là:

Qsh

max.h = 0,9375 (m3/h) × 2 = 1,875 (m3/h)

K = 2 (hệ số không điều hòa)

Lưu lượng nước thải sinh hoạt tính theo ngày đêm:

Qsh

max.ngày đêm = 1,875 × 24 = 45 (m3/ngày đêm)

Qsh

tb.ngày đêm = 0,625 × 24 = 15 (m3/ngày đêm)

• Lưu lượng nước thải sản xuất:

Qtb.ngày đêm = 90 (m3/ngày đêm)

Qmax.ngày đêm = 90 (m3/ngày đêm) × 1,64 = 147,6 (m3/ngày đêm)Trong đó: k = 1,64 (hệ số không điều hòa max)

• Lưu lượng chung

max = 45 + 147,6 = 192,6 (m3/ngày đêm)

Chọn lưu lượng thiết kế là 200m 3 / đêm

Bể tách dầu mỡ

Khử trùng

UASB

Bể lắng2

Bể điều hòa

SCR tinh

Bể AerotankBám dính

Bể chứa bùn

Sân phơi bùn

Phân bón

Đường đi nước thải

Đường đi bùn thải

Đường đi bùn tuần hoàn

Đường đi nước tuần hoàn

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ phương án 1

Bể tách dầu

Bể chứa bùn

Sân phơi bùn

Phân bón

Đường đi nước thải

Đường đi bùn thải

Đường đi bùn tuần hoàn

Đường đi nước tuần hoàn

UASB

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ phương án 2

3.2.2 Thuyết minh các phương án lựa chọn

Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Nước thải sau khi qua SCR tập trung tại hố tập trung, tại đây dùng bơm, bơmnước thải đến bể gạn dầu mỡ

Tại bể này được thiết kế giống bể lắng hình chữ nhật có kết hợp với tấm lắng + Vây vẩy cá tôm được sinh ra trong quá trình rữa nguyên liệu, sơ chế nguyênliệu sẽ được loại bỏ

+ Dầu mỡ động vật sau khi chế biến: với lưu lượng nước thải sản xuất105m3/ngày đêm Dầu mỡ sẽ nổi trên bề mặt và được thu và máng thu

Nguyên tắc hoạt động của bể như sau: bể có cấu tạo và nguyên lý hoạt độngnhư bể lắng ngang thu nước ở cuối Tại vùng lắng chia làm 2 phần Một phần lắnggiống như lắng ngang bình thường Phần 2 được đặt ở cuối bể , tại vùng lắng ta đặtcác bản vách ngăn nghiêng 45 – 600 song song với nhau, nước sau khi qua phầnlắng 1 sẽ được hướng dòng từ dưới lên và cặn lắng xuống đến bề mặt bản váchnghiêng sẽ trượt xuống theo chiều ngược lại.[10]

Nước sau khi qua bể này: SS loại bỏ 60%, dầu mỡ hầu như toàn bộ

Tại bể điều hòa nước thải sẽ được sục khí liên tục để điều hòa lưu lượng vàchất lương nước thải trước khi được bơm vào bể UASB

Tại bể UASB Nước thải sẽ được giảm nồng độ chất hữu cơ (70%), SS (45%)

 Phương án 1: Nước thải sẽ tự chảy qua bể bùn hoạt tính kết hợp vật liệu bám

dính

Bể này được thiết kế chia làm 3 phần: hiếu khí – thiếu khí – hiếu khí

Phần hiếu khí ta sẽ thực hiện quá trình nitrat hóa Sau đó chuyển qua ngănthiếu khí, tại đây ta đặt vật liệu bám dính, mục đích tăng phần tiếp xúc thiếu khí

gốp phần tăng quá trình khử nitrat Tiếp tục tới ngăn hiếu khí và chảy bào bể lắngđứng.

Bùn sẽ được tuần hoàn 75% từ bể lắng vào đầu bể bùn hoạt tính Mục đíchtuần hoàn bùn là để thu được nồng độ nitrat trong nước thải nhỏ nhất Cần phảithêm một chu trình tuần hoàn lại hỗn hợp lỏng từ phái sau của bể.[13]

 Phương án 2: Nước thải tự chảy qua bể USBF Bể này là sự kết hợp của 3 bể

hiếu khí, thiếu khí, lắng Nước sẽ vào ngăn hiếu khí, sau đó tuần hoàn 100% về bểthiếu khí và qua ngăn lắng Tại đây chất thải hữu cơ và Tổng N sẽ được loại bỏNước thải sau khi qua bể aerotank sẽ được cho tự chảy qua bể lắng để loại bỏbùn ra khỏi bể

Sau khi qua bể lắng nước được dẫn đến bể khử trùng và thoát ra nơi tiếp nhậnBùn được bơm từ bể lắng 1 và bể lắng 2 vào bể chứa bùn

Bùn từ bể chứa bùn được bơm đến sân phơi bùn

CHÖÔNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

Lưu lượng thiết kế:

Qtb = 105 (m3/ngày đêm)

= 4,375( / )

24

)/

(

h m h

=

= 0,0023( / )

360024

s m

Tính toán

Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60o so với mặt đất

Số khe hở của song chắn rác:

o max

max x k b.h.V

Q

n =

Trong đó:

Qmax : lưu lượng lớn nhất của dòng thải (m3/s).

,

0

05,10081

0081,0

h B

Vx

8,083,0

2

2

O mH

15,02,0

tg tg

B B

φ: góc mở rộng của buồng đặt song chắn rác Chọn φ=20o

Bk : chiều rộng của mương dẫn nước thải vào Chọn Bk = 0,15 m

Chiều dài đoạn thu hẹp sau song chắn:

L2 = 0,5.L1 = 0,5 x 0,069 = 0,035 (m)

Chiều dài xây dựng mương đặt song chắn rác:

Bảng 4.1 Các thông số xây dựng mương đặt song chắn rác

Chiều dài đoạn kênh trước song chắn m 0,069

4.2 BỂ THU GOM

Nhiệm vụ

Bể thu gom nước thải tập trung toàn bộ nước thải từ các phân xưởng sản xuấtcủa công ty bao gồm cả nước thải sinh hoạt và để đảm bảo lưu lượng tối thiểu chobơm hoạt động an toàn

Trong bể thu gom, sử dụng hai bơm chìm hoạt động luân phiên để bơm nướcthải đến bể đến bể điều hòa

.g H.

h1 : chiều cao cột nước trong bể, h1 = 2,0 m

h2 : tổn thất cục bộ qua các chỗ nối, đột mở, đột thu, tổn thất qua lớp bùn,

… lấy trong khoảng từ 2÷3 mH2O

⇒ Trở lực H = 2 + 3 = 5 (mH2O)

Chọn H = 7 mH2O

Công suất của bơm: sai công suất

7,08

,01000

81,9100070081,

Bảng 4.2 Thông số thiết kế bể thu gom

COD (mg/l)

TN (mg/l)

TP (mg/l)

Coliform MPN/100ml Chỉ số 6 - 8 640,51 3800 4260 153,5 65 93.107

Thể tích hầm bơm tiếp nhận

Vb = Qmax × t = 8,33 (m3/h) × 30 (phút) ×1(h)/60 (phút) = 4,15 (m3)

t : thời gian lưu nước , t = 10 ÷ 30 phút, chọn t = 30 (phút)

Chọn chiều cao hữu ích h = 2 m

Chiều cao an toàn hbv = 0,5 m

m h

0023,0414,3

4

m V

Chọn D = 50(mm) (PVC) – Công Ty Cổ Phần Nhựa Bình Minh

Tính toán bơm nước thải từ hố thu:

b b

Suy ra tổn thất của cả đường ống: h2 = 0,4 × 5 = 2(m)

Tồn thất đường ống: h = 6 (m)

Suy ra: Hb = h + h1 + h2 = 6 + 2 + 2 = 10 (m)

Công suất bơm là:

)(283,036008,01000

33,81081,91000

Công suất bơm làm việc thực tế: Ntt = 2 × 0,283 = 0,566 (Kw) = 1 (hp)

Số lượng 2 bơm, thay thế nhau khi có sự cố