Xử lý nước thải thủy sản 1000m3ngày đêm

Ngoài việc phát triển số lượng các đơn vị sản xuất, ngành công nghiệp thủy sản của Việt Nam cũng tập trung vào chất lượng sản phẩm và những điều kiện vệ sinh thực phẩm trong quá trình sả

1 HIỆN TRẠNG CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN THỦY SẢN Ở VIỆT NAM

Dựa trên những đặc điểm địa lý như có những bờ biển dài, điều này tạo điều kiện thuận lợi công nghiệp chế biến thủy sản trở thành 1 trong những ngành kinh tế chính của Việt Nam Các sản phẩm thủy sản là 1 trong những mặt hàng xuất khẩu trọng điểm, thu về nguồn ngoại tệ lớn thứ 3 sau dầu mỏ và gạo

Nhờ vào nguồn tài nguyên thủy sản phong phú, người Việt Nam thường sử dụng những sản phẩm tươi sống được mua từ thị trường tự do mà không qua sơ chế Kết quả là, những sản phẩm chế biến thủy sản phần lớn được xuất khẩu sang Singapore, Malaysia, Japan, EU, v.v Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp chế biến thủy sản ở Việt Nam đã phát triển rất mạnh về số lượng và quy mô của các đơn vị chế biến Những đơn vị chế biến mang tính công nghiệp đã tăng từ 102 vào năm 1990, tới 168 trong năm 1998, và 264 vào năm 2001 Vào năm

2005, có hơn 280 xí nghiệp với 394 đơn vị Vào ngày 9 tháng 8, 2005, và ngày 11 tháng 1,

2006, Thủ tướng chính phủ đã kí Quyết định số 10/2006/QĐ-TTg, phê chuẩn kế hoạch phát triển chung của ngành công nghiệp chế biến thủy sản và định hướng tới năm 2010

Ngoài việc phát triển số lượng các đơn vị sản xuất, ngành công nghiệp thủy sản của Việt Nam cũng tập trung vào chất lượng sản phẩm và những điều kiện vệ sinh thực phẩm trong quá trình sản xuất Trong những phương pháp chế biến thủy sản bao gồm đông lạnh, đóng gói, sấy khô, nước sốt cá, bột cá, và thạch, đông lạnh đang đóng vai trò chính Hiện tại, những đơn vị chế biến mang tính công nghiệp ở Việt Nam chủ yếu là về chế biến đông lạnh; những sản phẩm chính được chế biến có giá trị xuất khẩu cao cũng là chế biến đông lạnh

Đặc điểm phổ biến nhất của những đơn vị chế biến mang tính công nghiệp là họ tập trung chủ yếu vào xuất khẩu Gần đây, thị trường nội địa đã được quan tâm Những máy móc và công nghệ được áp dụng dựa trên những sản phẩm chính và phụ thuộc vào khách hàng Mặt khác, những đơn vị sản xuất với quy mô nhỏ, chế biến bằng tay và chế biến theo hộ gia đình, tập trung chủ yếu và những sản phẩm truyền thống của ngành công nghiệp thủy sản và thị trường nội địa như nước mắm và cá khô, những sản phẩm này được sản xuất bằng các trang thiết bị đơn giản Những đơn vị sản xuất khác tập trung vào nguyên liệu thô cho những đơn vị sản xuất mang tính công nghiệp Nhìn chung, kiểu sản xuất này phát triển tốt tại những làng nghề truyền thống và các khu vực nhỏ, tạo ra nhiều sản phẩm thô và tinh chế, và tạo ra việc làm cho nhiều nhân công

1

Những đơn vị chế biến thủy sản ở miền Bắc nhìn chung có quy mô nhỏ hoặc vừa (thường dưới

1000 tấn/1 năm), chiếm 27% tổng số lượng toàn quốc, và chủ yếu vận hành theo các dạng sản xuất kết hợp giữa những sản xuất nửa đông lạnh và sấy khô hoặc chế biến bằng tay, để cung cấp những nguyên vật liệu cho những xí nghiệp có quy mô lớn tại miền Trung và Nam

2 GIỚI THIỆU QUY TRÌNH SẢN XUẤT

Công nghệ chế biến của mỗi nhà máy khác nhau, tùy theo loại nguyên liệu, mặt hàng sản xuất,

và yêu cầu chất lượng của sản phẩm Những nhà máy lớn thường sản xuất một mặt hàng như nhà máy chế biến cá tra, cá basa hay tôm đông lạnh, đa số các nhà máy này đều có nguồn nguyên liệu cố định

Các mặt hàng tổng hợp hoặc các sản phẩm giá trị gia tăng thường thích hợp với các nhà máy vừa và nhỏ Các cơ sở sản xuất và chế biến thủy sản có thể đơn giản hoặc phức tạp hơn ở một

số công đoạn nhưng nhìn chung vẫn giống nhau về công nghệ sản xuất

Quy trình công nghệ chế biến cá tra và fillet đông lạnh Quy trình sản xuất bao gồm nhiều công đoạn khác nhau, và qua nhiều công đoạn rửa nên lượng nước thải phát sinh trong qúa trình sản xuất rất lớn

Nguyên liệu sau khi được tiếp nhận qua công đoạn rửa sơ bộ để loại bỏ các tạp chất bám bên ngoài Sau đó nguyên liệu được chuyển sang công đoạn sơ chế, tại đây cá được cắt đầu, bỏ vây, mang, nội tạng và được rửa nhiều lần nữa Nguyên liệu sau khi rửa sẽ được muối đá sau

đó được phân cỡ và xác định đúng trọng lượng, sắp xếp vào khuôn và đóng gói Sản phẩm sau khi đóng gói theo băng chuyền chuyển qua khu vực cấp đông và bảo quản

2

Hình 2.0: Quy trình chế biến thủy sản tiêu biểu ở Việt Nam (tham khảo)

Hình 2.1: Quy trình chế biến thủy sản tiêu biểu ở Việt Nam (tham khảo)

3

3 ĐẶC ĐIỂM CỦA NƯỚC THẢI THỦY SẢN

Việt Nam là một trong 10 nước xuất khẩu thủy sản hàng đầu trên thế giới, ngành thủy sản hiện tại chiếm 4% GDP, 8% xuất khẩu và 9% lực lượng lao động (khoảng 3,4 triệu người) của cả nước Nhóm hàng chủ đạo trong xuất khẩu thủy sản của Việt Nam là cá tra, cá basa, tôm

và các động vật thân mềm như mực, bạch tuộc, nghêu, sò,… Trong vòng 20 năm qua ngành thủy sản luôn duy trì tốc độ tăng trưởng ấn tượng từ 10-20% (INEST, 2009) Biểu đồ thể hiện kim ngạch xuất khẩu thủy sản của Việt Nam từ năm 2008 đến 2011

Tuy nhiên, ngành Chế biến Thủy sản cũng là một trong những ngành gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường Ảnh hưởng của ngành chế biến thủy sản đến môi trường có sự khác nhau đáng kể, không chỉ phụ thuộc vào loại hình chế biến, mà còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như quy mô sản xuất, sản phẩm, nguyên liệu đầu vào, mùa vụ, trình độ công nghệ sản xuất, trình độ tổ chức quản lý sản xuất…, trong đó yếu tố kỹ thuật, công nghệ và tổ chức quản lý sản xuất có ảnh hưởng quyết định đến vấn đề bảo vệ môi trường của từng doanh nghiệp

Một số tác động đặc trưng của ngành Chế biến Thuỷ sản gây ảnh hưởng đến môi trường có thể

kể đến như sau:

- Ô nhiễm không khí: mùi hôi phát sinh từ việc lưu trữ các phế thải trong quá trình sản xuất, khí thải từ các máy phát điện dự phòng Trong các nguồn ô nhiễm không khí, mùi là vấn đề chính đối với các nhà máy chế biến thủy sản

- Chất thải rắn phát sinh chủ yếu từ quá trình chế biến bao gồm các loại đầu vỏ tôm, vỏ nghêu, da/mai mực, nội tạng mực và cá,

- Nước thải sản xuất trong chế biến thủy sản chiếm 85-90% tổng lượng nước thải, chủ yếu

từ các công đoạn: rửa trong xử lý nguyên liệu, chế biến, hoàn tất sản phẩm, vệ sinh nhà xưởng và dụng cụ, thiết bị, và nước thải sinh hoạt

Trong các nguồn phát sinh ô nhiễm, nước thải là nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường bởi phát sinh thể tích nước thải lớn với nồng độ ô nhiễm cao nếu không được xử lý thích hợp Ngoài ra, nước thải có thể lan truyền các bệnh từ cá đã chết hoặc bị phân hủy, đặc

4

biệt còn ảnh hưởng trực tiếp lên những công nhân, môi trường nuôi trồng thủy sản, và sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp

Khi thiết lập 1 hệ thống xử lý nước thải tại 1 nhà máy hoặc 1 địa điểm, điều quan trọng là phải nghiên cứu công nghệ sản xuất và những nguồn nước thải ô nhiễm từ các quy trình sản xuất Nhờ đó, có thể phân loại rõ các nguồn nước thải và tỷ lệ ô nhiễm của chúng

Hình 3.1: Một quy trình chế biến thủy sản tiêu biểu ở Việt Nam (tham khảo)

Lưu lượng nước thải: 1000m3/ngày đêm

Các thông số nước thải - bảng 1:

Qua thống số của bảng trên cho thấy thành phần nước thải phát sinh từ chế biến thủy sản có nồng độ COD, BOD5, tổng N cao Nước thải có khả năng phân thủy sinh học cao thể hiện qua tỉ lệ BOD/COD, tỷ lệ này thường dao động từ 0,6 đến 0,9 Đặc biệt đối với nước thải phát sinh từ chế biến cá da trơn có nồng độ dầu và mỡ rất cao

Mức độ ô nhiễm từ nước thải thủy sản có sự thay đổi rất lớn, phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu (tôm, cá, cá mực, bạch tuộc, cua, nghiêu, sò) sản phẩm thay đổi theo mùa vụ và thậm chí ngay trong ngày làm việc

4 CÔNG NGHỆ XỬ LÍ NƯỚC THẢI

4.1 Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải của ngành Chế biến Thủy sản

Hầu hết các nhà máy chế biến thuỷ sản trong cả nước, công nghệ xử lý nước thải đang được

áp dụng đối với ngành chế biến thủy sản bao gồm công nghệ lọc yếm khí kết hợp hồ sinh học, công nghệ sinh học hiếu khí bùn hoạt tính lơ lửng hay kết hợp kỵ khí và hiếu khí; hay quá trình hóa lý (keo tụ/tạo bông hay tuyển nổi kết hợp keo tụ) kết hợp với quá trình sinh học hiếu khí Đối với các nhà máy chế biến cá da trơn, nước thải thường có hàm lượng mỡ cao vì thế trong quy trình công nghệ thường có thêm bước tiền xử lý nhằm mục đích loại bỏ mỡ và ván mỡ trong nước thải trước khi đi vào công trình xử lý sinh học Hiện nay, hầu hết các nhà chế biến thủy sản áp dụng chủ yếu là công nghệ sinh học hiếu khí bùn hoạt tính lơ lửng

Với tính chất nước thải thủy sản đưa ra ở bảng 1, dưới đây là đề xuất 3 sơ đồ công nghệ xử lý :

4.2 Sơ đồ công nghệ : phương án 1

6

Hình 4.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải thủy sản 1.

Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Bể nén bùn

Sân phơi bùn

Nước thải từ nhà máy được đưa qua song chắn rác thô để loại bỏ các tạp chất thô có kích thước lớn hơn 16mm như bao nylon, rác, xương, các mảnh vụn thịt, phần thừa của cá rồi đưa vào hố thu gom Tại đây, nước thải tiếp tục được đưa qua song chắn rác tinh nhằm chất rắn có kích thước nhỏ hơn như vảy cá trước khi bơm đến bể điều hòa.

Bể điều hòa nhằm ổn định lưu lượng và đồng nhất tính chất nước thải tạo điều kiện cho các công trình xử lí phía sau hoạt động tốt Trong bể điều hòa tiến hành sục khí để tránh quá trình sa lắng

Vì hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải rất cao, có tỉ trọng nhỏ, ngoài ra trong nước thải còn có lượng lớn dầu mỡ nên sau khi qua bể điều hòa nước thải được đưa vào bể tuyển nổi sục khí Tại bể tuyển nổi cặn lơ lửng và dầu mỡ dưới tác dụng của bọt khí sẽ được đẩy nổi lên trên mặt nước Sau đó các chất rắn và dầu mỡ được loại bỏ ra khỏi bể bằng các thanh gạt

Vì hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải quá cao nên sau khi qua bể tuyển nổi nước thải được đưa qua bể UASB nhằm giảm bớt chất hữu cơ trước khi qua bể Aerotank Tại bể Aerotank, bố trí ống sục khí tạo điều kiện cho quá trình phân hủy hiếu khí xảy ra Sau khi qua

bể Aerotank, nước thải có lẫn bùn được đưa qua bể lắng thứ cấp để tách bùn, phần nước trong tiếp tục đưa qua bể khử trùng bằng dung dịch chlorine Nước sau khi qua bể khử trùng đã đạt QCVN 11-2008 loại B được đưa ra nguồn tiếp nhận

Bùn từ bể lắng 2 một phần được đưa tuần hoàn trở lại bể Aerotank, một phần đưa vào

bể chưa bùn Bùn từ bể tuyển nổi, bể UASB, bể Aerotank cũng được đưa vào bể chứa bùn Từ đây, bùn tiếp tục được đưa qua bể nén bùn rồi đưa vào sân phơi bùn

Nước tách ra từ bùn trong bể chứa bùn, bể nén bùn và sân phơi bùn được đưa trở lại bể thu gom để tiếp tục xử lí

4.3 Sơ đồ công nghệ : phương án 2

8

Hình 4.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải thủy sản 2

Thuyết minh công nghệ:

Sân phơi bùn

Bể chứa bùn

Nước thải trước khi đi vào bể gom được tách các chất rắn thô bằng lưới chắn rác Từ bể gom, nước thải được gom qua thiết bị tuyển nổi rồi chảy vào bể điều hòa (thường áp dụng phương pháp tuyển nổi với sự tách không khí từ dung dịch: tạo dung dịch quá bảo hòa không khí và khi giảm áp suất thì các bọt không khí sẽ tách ra khỏi dung dịch, làm nổi chất bẩn Do

đó trang bị máy nén khí và bồn chứa váng mở) Bể điều hòa có tác dụng điều hòa lưu lượng và nồng độ

Từ bể điều hòa nước thải được bơm liên tục vào mương oxy hóa - Mương oxy hóa làm việc trong chế độ làm thoáng kéo dài với bùn hoạt tính lơ lửng trong nước thải chuyển động tuần hoàn liên tục trong mương Như vậy, tại mương oxy nước thải di chuyển dích dắt theo chiều của mương vì vậy không cần bơm tuần hoàn bùn hoạt tính từ vùng hiếu khí về vùng thiếu khí mà vẫn đảm bảo quá trình khử nitơ

Hỗn hợp bùn (vi sinh vật) và nước thải sau khi đã trải qua thời gian xử lý trong mương oxi hóa được dẫn qua bể lắng nhằm tiến hành tách bùn ra khỏi nước thải bằng phương pháp lắng trọng lực trong khoảng thời gian nhất định

Nước thải sau khi tách bùn được dẫn qua bể khử trùng Nước thải được khử trùng bằng Chlorine, trước khi thải ra nguồn tiếp nhận

Bùn tại bể lắng được dẫn vào bể chứa bùn Tại đây một phần bùn được tuần hoàn lại mương oxy hóa Phần nước thải trong bể chứa bùn được dẫn về bể tiếp nhận để xử lý lại Theo định kỳ, bùn từ bể chứa bùn được bơm vào máy ép bùn nhằm tiến hành quá trình tách nước sau cùng Nước sau ép bùn được dẫn về hố thu gom

4.4 Sơ đồ công nghệ : phương án 3

10

Hình 4.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải thủy sản 2

Thuyết minh công nghệ :

Nước thải từ nguồn thải trước khi vào bể thu gom nước thải phải qua song chắn rác Nhiệm vụ của song chắn rác là giữ lại các tạp chất có kích thướt lớn (chủ yếu là rác) nhằm tránh hư hại và tắc nghẽn các công trình phía sau

Nước thải được bơm đến Bể điều hòa - có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ của nước thải Bể điều hòa giúp làm giảm kích thước và tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình phía sau, tránh hiện tượng quá tải Tại đây có bổ sung khí nhằm tránh quá trình lắng đọng các chất thải

11

Nước thải từ bể điều hoà được dẫn qua bể lắng 1 để lắng sơ bộ Các hạt cặn có thể tự lắng riêng biệt không có tác động qua lại với nhau dựa trên lực trọng trường, các hạt có tỉ trọng lớn như hạt cát, sỏi, mảnh vỏ tôm nhỏ…sẽ tự động lắng xuống đáy bể với khoảng thời gian lưu nhất định

Tiếp đến nước thải từ bể lắng 1 được bơm sang bể aerotank Tại đây diễn ra quá trình oxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ hòa tan và dạng keo trong nước thải với sự tham gia của các

vi sinh vật hiếu khí trong bể aerotank Bố trí hệ thống sục khí trên khắp diện tích bể, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật hiếu khí phân giải chất hữu cơ Để cho bể hoạt động ổn định, ta

có thể lắp thêm lưu lượng kế để kiểm tra lưu lượng hoạt động bể

Hỗn hợp nước và bùn hoạt tính hình thành từ bể aerotank được dẫn về bể lắng 2 Bể này

có nhiệm vụ lắng và tách bùn hoạt tính ra khỏi nước thải Bùn sau khi lắng, một phần sẽ được tuần hoàn lại bể aerotank nhằm duy trì nồng độ chất bùn lơ lững, phần còn lại dẫn sang bể nén bùn

Phần nước tiếp tục được bơm đến bể tiếp xúc Chlorine Mục đích của khử trùng là tiêu diệt các loại vi khuẩn gây bệnh cho con người và động vật nhờ các chất oxy hoá mạnh trước khi xả nước thải ra nguồn tiếp nhận

Phần bùn dư được đưa qua Bể nén bùn Nhiệm vụ ép bùn làm giảm thể tích của bùn, tạo điều kiện cho việc phơi bùn

Nước bùn được đưa đến Bể phân hủy bùn hiếu khí: Bùn tươi từ bể lắng 1 là căn hữu cơ

có khả năng gây ô nhiễm cao do khó bảo quản, có mùi khó chịu, nguy hiểm về phương diện vệ sinh vì chứa nhiều trứng giun sán

Do đó chúng cần được xử lý trong các bể phản ứng phân hủy để làm mất mùi, dễ làm khô, bảo đảm vệ sinh và bảo tồn được các thành phần phân bón rất có lợi cho cây trồng

Phần bùn khô được đưa đến Sân phơi bùn có nhiệm vụ xả nước tách bùn trước khi vận chuyển đến nơi khác xử lý

5 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ

Công nghệ xử lý nước thải thủy sản phần chủ quan chủ yếu dựa vào mỗi công ty xử lý cụ thể Mỗi công ty có 1 công nghệ xử lý riêng, trên đây là 3 phương án công nghệ đưa ra nhằm xử lý nước thải thủy sản Việc lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp nước thải sẽ được xử lý hiệu quả

5.1 Phương án 1 :

12

Đặc điểm của nước thải chế biến thủy sản với nồng độ SS, COD, BOD5 và dầu mỡ cao, do đó phương pháp xử lý 1 kết hợp các quá trình xử lý cơ học, hóa lý và sinh học là hoàn toàn hợp

lý Trong đó, công trình chính là cụm bể tuyển nổi - bể UASB –bể AEROTANK Trong hệ thống xử lý nước thải, công đoạn tách dầu mỡ đóng vai trò hết sức quan trọng Cụm tách dầu

mỡ của hệ thống bao gồm mương tách dầu mỡ và bể tuyển nổi với áp lực khí hòa tan Hiệu suất của bể tuyển nổi khí hòa khá cao

• Về mặt vận hành nên lưu ý đặc biệt là theo dõi và khắc phục các sự cố vi sinh

• Lượng bùn dư phát sinh từ công đoạn xử lý sinh học áp dụng mương oxy hóa thấp, giảm chi phí xử lý bùn

13