THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI XÍ NGHIỆP CHẾ BIẾN THỦY SẢN MỸ SƯƠNG TÂN THÀNH, BÀ RỊAVŨNG TÀU

Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý là áp dụng các quá trình vật lý và hoá học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn,

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

XÍ NGHIỆP CHẾ BIẾN THỦY SẢN MỸ SƯƠNG

TÂN THÀNH, BÀ RỊA-VŨNG TÀU

SVTH: ĐỖ XUÂN HIỂN NGÀNH: KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG NIÊN KHÓA: 2007 - 2011

TP Hồ Chí Minh Tháng 7/2011

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

XÍ NGHIỆP CHẾ BIẾN THỦY SẢN MỸ SƯƠNG

TÂN THÀNH, BÀ RỊA-VŨNG TÀU

Tác giả

ĐỖ XUÂN HIỂN

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư nghành

Kĩ thuật môi trường

Giáo viên hướng dẫn:

Th.S LÊ TẤN THANH LÂM

Tháng 7 năm 2011

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Đỗ Xuân Hiển

Họ và tên giáo viên hướng dẫn: TH.S Lê Tấn Thanh Lâm

1 NGÀY GIAO LU ẬN VĂN: 30 – 03 – 2011

2 NGÀY HOÀN THÀNH KHÓA LU ẬN: 30 – 06 – 2011

3 TÊN ĐỀ TÀI:

Thiết kế hệ thống xử lí nước thải xí nghiệp chế biến hải sản Mỹ Sương, Tân Thành, Bà

rịa-Vũng tàu

4 N ỘI DUNG THỰC HIỆN:

• Tổng quan về doanh nghiệp tư nhân Mỹ Sương

• Tìm hiểu qui trình sản xuất

• Tính chất đặc trưng, lưu lượng nước thải

• Phân tích, đề xuất 2 phương án nâng cấp phù hợp cho công ty

• Tính toán thiết kế các công trình đơn vị

• Tính toán kinh tế hệ thống xử lí

• Lập bản vẽ thiết kế hệ thống xử lý nước thải

Ngày 22 tháng 12 năm 2010

Giáo viên hướng dẫn

TH.S LÊ T ẤN THANH LÂM

L ỜI CẢM ƠN

Trong suốt 4 năm học tập và khoảng thời gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp,

em luôn nhận được sự quan tâm, động viên và giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô, người thân và bạn bè Được truyền đạt những kiến thức quý báu, và luôn nhận được tình thân thương của gia đình, thầy cô và bạn bè đã giúp em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này

Chính vì vậy, em xin gởi đến tất cả lời cảm ơn chân thành đến mọi người

Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn thầy Lê Tấn Thanh Lâm đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và truyền đạt nhiều kinh nghiệm thực tế cho em trong suốt quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp

Chân thành cảm ơn tất cả các bạn DH07MT đã đoàn kết, động viên và giúp đỡ tôi Cảm ơn các bạn đã cho tôi nhiều kỉ niệm đẹp của thời sinh viên

Cám ơn người bạn của tôi đã luôn bên cạnh quan tâm, giúp đỡ, chia sẻ, tạo điều kiện cho tôi trong suốt thời gian làm khóa luận cũng như những lúc tôi khó khăn nhất

Mặc dù rất cố gắng nhưng không thể tránh những sai sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của thầy cô và bạn bè

Tp HCM, ngày 10 tháng 07 năm 2011

Đỗ Xuân Hiển

TÓM T ẮT TIỂU LUẬN

Đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải xí nghiệp chế biến hải sản Mỹ Sương” được thực hiện trong khoảng thời gian từ 15/02/2009 đến 10/07/2010 Đề tài bao gồm các nội dung:

 Tổng quan lý thuyết, bao gồm:

- Thành phần, tính chất đặc trưng nước thải thủy sản

- Tổng quan về doanh nghiệp tư nhân Mỹ Sương

- Các phương pháp xử lý nước thải thủy sản

 Các nghiên cứu và ứng dụng phương pháp xử lý nước thải ở trong và ngoài nước

 Đề xuất 2 phương án thiết kế mới hệ thống xử lý nước thải thải thủy sản, tiêu chuẩn xả thải áp dụng QCVN 11:2008

Phương án I: Nước thải từ các trại heo theo hệ thống thoát nước chảy qua song

chắn rác vào hầm bơm, bơm nước thải được trang bị trong hầm bơm, vận hành theo

chế độ tự động hoàn toàn theo tín hiệu mực nước, bơm nước thải vào bể điều hoà Trong bể điều hòa bố trí 02 bơm nước thải nhúng chìm để bơm nước lên bể lắng 1 Sau đó nước chảy qua bể AEROTANK để xử lý, khử trùng và thải ra nguồn tiếp nhận

Phương án II: Tương tự phương án 1, nhưng sử dụng bể sinh học từng mẻ (SBR) để xử lý thay cho bể AEROTANK

 Tính toán chi phí xây dựng hệ thống xử lý nước thải và giá thành xử lý 1 (m3

) nước thải cho 2 phương án thiết kế và lựa chọn phương án thiết kế chính là phương án 2

M ỤC LỤC

L ỜI CẢM ƠN iv

TÓM T ẮT KHÓA LUẬN v

M ỤC LỤC vi

DANH SÁCH CÁC KÝ HI ỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT viii

DANH M ỤC HÌNH ix

DANH M ỤC BẢNG x

Chương 1 MỞ ĐẦU 11

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 11

1.2 MỤC TIÊU KHÓA LUẬN 12

1.3 NỘI DUNG KHÓA LUẬN 12

1.4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 12

1.5 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI 13

1.6 Ý NGHĨA ĐỀ TÀI 13

Chương 2 TỔNG QUAN 14

2.1 TỔNG QUAN VỀ DOANH NGHIỆP TƯ NHÂN MỸ SƯƠNG 14

2.1.1 Giới thiệu sơ lược về doanh nghiệp 14

2.1.2 Quy mô của doanh nghiệp 14

2.1.3 Đặc điểm tự nhiên 15

2.1.5 Nhu cầu nguyên - nhiên liệu 16

2.1.6 Nguồn phát sinh và nguồn tiếp nhận nước thải 16

b Lưu lượng nước thải 17

2.2 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 18

2.2.1 Thành phần, tính chất của nước thải chế biến hải sản 18

2.2.2 Khả năng gây ô nhiễm của nước thải chế biến hải sản 19

Chương 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ CÔNG NGHỆ XLNT THỦY HẢI SẢN 23

3.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY HẢI SẢN 23

3.1.1 Xử lý cơ học 23

3.1.2 Xử lý hóa lý 25

3.2 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐƯỢC ỨNG DỤNG TẠI

VIỆT NAM 36

3.2.1 Công nghệ XLNT thủy sản của khoa môi trường- Đại Học Bách Khoa TP.HCM 36

3.2.2 Công nghệ XLNT thủy sản của công ty liên doanh công nghệ môi trường Việt Nam – Đan Mạch ( VINADECO) 38

3.2.3 Công nghệ XLNT thủy sản của trung tâm công nghệ mới ALFA 40

3.2.4 Công nghệ XLNT thủy sản của trung tâm công nghệ môi trường và dịch vụ tư vấn đầu tư 41

Chương 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HTXLNT 43

4.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 43

4.2 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XLNT 44

4.2.1 Phương án 1 44

4.2.2 Phương án 2 47

4.3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HTXLNT 49

4.3.1 Phương án 1 49

4.3.2 Phương án 2 54

4.4 DỰ TOÁN KINH TẾ 56

4.4.1 Phương án 1 56

4.4.2 Phương án 2 56

4.5 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 56

4.5.1 Về mặt kinh tế 56

4.5.2 Về mặt kỹ thuật 56

4.5.3 Về mặt thi công 57

4.5.4 Về mặt vận hành 57

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58

5.1 KẾT LUẬN 58

5.2 KIẾN NGHỊ 58

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 59

PH Ụ LỤC 60

DANH SÁCH CÁC KÝ HI ỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

AC Chế phẩm Active Cleaner

BOD5 Nhu cầu oxy sinh hóa 5 (Biochemical Oxygen Demand)

COD Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand)

ĐHQG Đại học quốc gia

SS Cặn lơ lửng (Suspended Solids)

F/M Tỷ số thức ăn/ vi sinh vật (Food and microorganism ratio)

SBR Aeroten hoạt động gián đoạn theo mẻ (Sequencing Batch Reactor) HTXLNT Hệ thống xử lý nước thải

MLSS Chất rắn lơ lửng trong hỗn dịch (Mixed Liquor Suspended Solids) QCVN Quy chuẩn Việt Nam

DANH M ỤC HÌNH

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ xử chế biến hải sản 15

Hình 2.2 Sơ đồ nguồn gốc nước thải chế biến hải sản 16

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý của khoa môi trường-đại học bách khoa TP.HCM 36

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ xử lý của VINADECO 38

Hình 3.3 Sơ đồ công nghệ xử lý của trung tâm công nghệ mới ALFA 40

Hình 3.4 Sơ đồ công nghệ xử lý của trung tâm công nghệ môi trường và dịch vụ tư vấn đầu tư 41

Hình 4.1 Sơ đồ công nghệ xử lý theo phương án 1 44

Hình 4.2 Hiệu suất xử lý phương án 1 45

Hình 4.3 Sơ đồ công nghệ xử lý theo phương án 2 47

Hình 4.4 Hiệu suất xử lý phương án 2 48

DANH M ỤC BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần tính chất nước thải chế biến hải sản 17

Bảng 2.2 phân loại giá trị nguồn nước theo giá trị BOD5 20

Bảng 2.3 hàm lượng các chất dinh dưỡng N và P có thể tạo phú dưỡng hóa 21

Bảng 4.1: Thông số song chắn rác 49

Bảng 4.2: Thông số ngăn tiếp nhận 50

Bảng 4.3: Thông số bể điều hòa 50

Bảng 4.4: Thông số bể lắng 1 51

Bảng 4.5 Thông số bể AEROTANK 51

Bảng 4.6: Thông số bể lắng 2 51

Bảng 4.7: Thông số bể lọc cát sỏi 52

Bảng 4.8: Thông số bể tiếp xúc 53

Bảng 4.9: Thông số bể chứa bùn 53

Bảng 4.10: Thông số bể SBR 54

Bảng 4.11: Thông số bể trung gian 55

Bảng 4.12: Thông số bể chứa bùn 55

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 chế biến thuỷ sản cũng trong tình trạng đó Do đặc điểm công nghệ của ngành, ngành chế biến thuỷ sản 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 thiết kế hệ thống xử lý nước thải ngành chế biến thuỷ sản cũng như các 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

Với nhu cầu cấp thiết của thực tế, áp dụng những kiến thức đã được học từ phía nhà trường nhằm đưa ra một phương án phù hợp để đáp ứng những yêu cầu đã nêu trên

1.2 M ỤC TIÊU KHÓA LUẬN

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho doanh nghiệp tư nhân MỸ SƯƠNG đạt quy chuẩn QCVN 11: 2008 / BTNMT, cột B với công suất 90 m3/ngày.đêm

1.3 NỘI DUNG KHÓA LUẬN

 Khảo sát quy trình sản xuất của công ty

 Xác định lưu lượng, nguồn gốc, tính chất nước thải chế biến thủy sản

 Đề xuất phương án thiết kế HTXLNT cho doanh nghiệp tư nhân MỸ SƯƠNG đạt quy chuẩn QCVN 11: 2008 / BTNMT, cột B với công suất 90 m3/ngày.đêm

 Tính toán thiết kế HTXLNT cho doanh nghiệp tư nhân MỸ SƯƠNG đạt quy chuẩn QCVN 11: 2008 / BTNMT, cột B với công suất 90 m3/ngày.đêm

 Dự toán kinh tế và lựa chọn phương án tối ưu để xử lý nước thải thủy sản

 Thể hiện mặt bằng, mặt cắt công nghệ và bản vẽ chi tiết các công trình đơn vị trên bản vẽ A2

 Thể hiện quan bản vẽ Autocard

1.5 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI ĐỀ TÀI

 Thiết kế HTXLNT cho doanh nghiệp tư nhân Mỹ Sương

 Ngăn ngừa hoặc giảm thiểu những nguy cơ gây ô nhiễm môi trường do nước thải chế biến hải sản

 Cải thiện môi trường sống

 Cải thiện sức khỏe cộng đồng

 Tiết kiệm tối đa chi phí cho việc xử lý nước thải ra từ doanh nghiệp tư nhân Mỹ Sương

Chương 2

T ỔNG QUAN

2.1 TỔNG QUAN VỀ DOANH NGHIỆP TƯ NHÂN MỸ SƯƠNG

2.1.1 Gi ới thiệu sơ lược về doanh nghiệp

Tên xí nghiệp: xí nghiệp chế biến hải sản Mỹ Sương, khu quy hoạch chế biến

hải sản, đường Láng Cát-Long Sơn, Tân Hải, Tân Thành, Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

Chủ đầu tư: Doanh nghiệp tư nhân Mỹ Sương

Vị trí địa lý của xí nghiệp: Xí nghiệp chế biến hải sản Mỹ Sương tọa lạc tại khu quy hoạch chế biến hải sản, đường Láng Cát-Long Sơn, Tân Hải, Tân Thành, Tỉnh Bà

Rịa – Vũng Tàu Diện tích sử dụng 4.000 m2

Vị trí trung tâm của xí nghiệp có các đặc trưng như sau:

khu vực thuộc đất sản xuất nông nghiệp

Về vị trí hoạt động của xí nghiệp cách quốc lộ 51 khoảng 200m, xung quanh có

1 số cơ sở chế biến thủy hải sản Vị trí địa lý được xác định theo bản đồ ranh giới hành chính Khu vực xí nghiệp có vị trí địa lý:

- Phía Đông giáp: Doanh nghiệp tư nhân Gia Hòa

- Phía Tây giáp: Đất ruộng của dân

- Phía Nam giáp: Khu đất doanh nghiệp tư nhân Tân Thành, kề với công ty Hoàn Khang

- Phía Bắc giáp: Đất ruộng kề với đường Long Sơn

2.1.2 Quy mô c ủa doanh nghiệp

Với đặc trưng sản xuất của doanh nghiệp, số lượng công nhân viên làm việc trong công ty là 500 người, chủ yếu là công nhân làm việc thời vụ

Công suất thực tế 20 tấn thành phẩm/ tháng

2.1.3 Đặc điểm tự nhiên

Khí hậu ở đây mang tính đặc thù chung của khu vực Nam Bộ, được chia làm hai mùa (mùa khô từ tháng 11 - tháng 4, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10) Lượng mưa bình quân hàng năm 1.528 mm, số ngày mưa trung bình trong các năm là 115 ngày (mưa nhiều nhất là vào tháng 6-7)

Mùa khô hướng gió chủ yếu là hướng Đông Bắc hướng gió chính là Tây Nam Khu

vực này ít gặp bão lớn Nhiệt độ bình quân là 27,1 0

C (cao và chuyển thành hướng Đông Nam khi vào đất liền (gió chướng) Mùa mưa nhất vào tháng 5 và thấp nhất vào tháng 1) Độ ẩm trung bình là 85% Nhìn chung, khí hậu tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu rất thuận lợi cho phát triển các ngành kinh tế và du lịch

2.1.4 Quy trình công ngh ệ chế biến hải sản

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ xử chế biến hải sản

Đóng két, giữ lạnh Lột da cá

Fillet

Cấp đông

Xuất xưởng

2.1.5 Nhu c ầu nguyên - nhiên liệu

Nguyên liệu chính của xí nghiệp gồm: cá bò, đường, bột ngọt, muối, bao bì đóng gói Hóa chất sử dụng: clorin, xà phòng để vệ sinh nhà xưởng, sorbitol bột, hydro

Nhu cầu về điện: 150KVA Nhu cầu về nước: 90 m3

/ ngày

2.1.6 Ngu ồn phát sinh và nguồn tiếp nhận nước thải

a Nguồn phát sinh nước thải

Hình 2.2 Sơ đồ nguồn gốc nước thải chế biến hải sản

Đá lạnh

Cắt đầu cá

Rửa cá

Đóng két, giữ lạnh

Đá lạnh

Nước cấp

Đá lạnh

Nước, máu cá, Đầu cá, Ruột

Nước thải, Ruột

Nước thải

Lột da cá

Fillet

Đá lạnh, Clo

Tẩm gia vị

Đóng gói

b Lưu lượng nước thải

Lưu lượng nước thải là 1 trong 2 thông số quan trọng nhất để lựa chọn công nghệ

xử lý cũng như tính toán các quá trình xảy ra

Lưu lượng nước thải cần xử lý: Q = 90 m3

/ ngày Lưu lượng trung bình ngày: Q = 90 m3

/ ngày Lưu lượng lớn nhất giờ: Q = 20 m3/ giờ

Lưu lượng trung bình giờ: Q = 3,75 m3/ giờ

c Thành phần và tính chất nước thải của xí nghiệp

Thành phần và tính chất nước thải hải sản được trình bày dưới bảng 2.1

B ảng 2.1 Thành phần tính chất nước thải chế biến hải sản

d Nguồn tiếp nhận nước thải

Nước thải sau khi được xử lý sẽ thải ra nguồn tiếp nhận là song Long Sơn cách

xí nghiệp khoảng 200m

2.2 T ỔNG QUAN LÝ THUYẾT

2.2.1 Thành ph ần, tính chất của nước thải chế biến hải sản

Chế biến hải sản phát sinh ra nước thải, bao gồm: Nước thải sản xuất, nước thải vệ sinh công nghiệp và nước thải sinh hoạt

Nước thải sản xuất: Đây là các loại nước thải phát sinh trong quá trình chế biến hải sản như: rửa nguyên liệu, mổ chế biến cá, rửa thịt cá, ép sản phẩm và nước thải vệ sinh công nghiệp…

Nước thải vệ sinh công nghiệp: Đây là lượng nước cần dùng cho việc rửa thiết bị, dụng cụ sản xuất và rửa sàn mỗi ngày, sau mỗi ca ( rất đặc trưng cho ngành chế hải sản), ngoài ra còn dùng cho việc rửa xe vận chuyển nguyên liệu…

Nước thải sinh hoạt: nước thải ra từ các hoạt động sinh hoạt của các cán bộ công nhân viên trong công ty Đây cũng là lượng nước thải đáng kể vì lượng công nhân viên trong các nhà máy chế biến hải sản thường có lượng công nhân khá đông, nhu cầu nước cho các hoạt động sinh hoạt như tắm, rửa…là rất đáng kể ( lớn hơn các nhà máy của các nghành chế biến khác)

Trong ba loại nước thải kể trên., nước thải sản xuất có mức độ ô nhiễm cao hơn cả tùy theo đặc tính của nguyên liệu sử dụng mà nước thải sẽ có đặc tính khác nhau, tuy nhiên mức độ khác nhau dao động không nhiều

Nước thải ngành chế biến thủy hải sản có 1 số đặc trưng ơ bản như sau:

- Hàm lượng COD dao động trong khoảng từ 1.600 – 4.000 mg/l

- Hàm lượng BOD cũng khá lớn từ 1.200 – 2.500 mg/l

Trong nước thải thường chứa các phế phẩm vụn như vụn đầu cá, vây cá, xương, da

cá, nội tạng,….nhưng các phế phẩm vụn này lại rất dễ lắng

- Hàm lượng chất hữu cơ lơ lửng cao, SS = 300 – 1.800 mg/l

- Hàm lượng nitơ thường rất cao chứng tỏ mức độ ô nhiễm hữu cơ khá cao 400mg/l)

(70-Ngoài ra, trong nước thải của ngành chế biến hải sản còn chứa các thành phần hữu

cơ khi bị phân hủy tạo ra các sản phẩm có chứa indol và các sản phẩm trung gian của

sự phân hủy các acid béo không bão hòa tạo ra mùi rất khó chịu và đặc trưng, làm ô

nhiễm về mặt cảm quan và cũng không tránh khỏi ảnh hưởng đến sức khỏe người công nhân trực tiếp làm việc

2.2.2 Kh ả năng gây ô nhiễm của nước thải chế biến hải sản

Chất lượng nước thải ngành chế biến thủy hải sản có hàm lượng các chất ô nhiễm hữu cơ, dinh dưỡng và vi khuẩn vượt quá tiêu chuẩn thải ra nguồn loại B QCVN 11: 2008/ BTNMT Các chỉ tiêu trong nước thải đáng quan tâm là hàm lượng cặn lơ lửng (SS), COD, BOD, nito và tổng coliform Vì vậy, nước thải cần thiết phải qua xử lý đạt tiêu chuẩn nước công nghiệp thải vào các kênh rạch trong khu vực

Các tác động của nước thải đến môi trường nước được liệt kê dưới đây:

a Tác động đến cảnh quan môi trường

Nước thải nhà máy có hàm lượng cao các chất ô nhiễm hữu cơ, dinh dưỡng lơ lửng, và 1 số chất gây màu khi chảy qua các nguồn nước tiếp nhận, gây mất mỹ quan

và cảnh quan môi trường

Những khu vực tập trung ghe tàu, các khu vực cảng cá và những khu vực diễn

ra hoạt động sản xuất chế biến hải sản, môi trường nước, sông, biển, ao, hồ bị ô nhiễm rất nặng và nước có màu đen đậm Nguyên nhân chính là do các chất hữu cơ có trong nước thải các nhà máy chế biến hải sản không được xử lý thải vào, theo thời gian chúng sẽ bị vi khuẩn phân hủy và làm nước có màu đen

Các chất dinh dưỡng trong nước thải của nhà máy chế biến hải sản có thể gây hiện tượng phú dưỡng hóa – sự nở hoa của nước làm nước có màu xanh và gây mất cảnh quan môi trường

b Gây mùi khó chịu trong khu vực

Nước thải sản xuất của nhà máy có hàm lượng các chất ô nhiễm hữu cơ rất cao Hàm lượng các chất hữu cơ cao có trong nước thải theo thời gian sẽ bị vi sinh vật kỹ khí phân hủy và sinh ra các chất khí gây mùi khó chịu như H2S, mecaptan, các chất hữu cơ, amoniac…

c Ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm, nước mặt và đời sống thủy sinh Nước thải của các nhà máy hải sản có nồng độ 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 của nhà máy (nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất) 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 sẽ làm suy thoái chất lượng nước, tác động xấu đến môi trường và thủy sinh vật, cụ thể như sau:

• Tác hại của các chất hữu cơ

Nước mặt khi nhiễm hữu cơ cao (BOD5 và COD) sẽ gây suy giảm oxy hòa tan (DO) trong nước DO trong nước giảm sẽ ảnh hưởng đến quá trình sinh sống của thủy sinh vật Đặc biệt khi nồng độ các chất ô nhiễm cao sẽ làm thủy sinh vật bị chết tại chỗ hoặc phải di chuyển đến môi trường sinh sống khác Tiêu chuẩn chất lượng nguồn nước nuôi cá của FAQ quy định nồng độ DO phải cao hơn 50% giá trị bão hòa (tức là cao hơn 4mg/l ở 250C) Phân loại chất lượng các nguồn nước theo giá trị BOD5 được nêu dưới đây:

B ảng 2.2 Phân loại giá trị nguồn nước theo giá trị BOD 5

Loại Giá trị BOD5 (mg/l) Chất lượng nước

Nguồn WHO, management of the enviroment, 1993

• Tác hại của các chất dinh dưỡng

Nước thải của nhà máy chế biến hải sản có hàm lượng cao các chất dinh dưỡng Các chất dinh dưỡng N và P là nguồn dinh dưỡng chủ yếu cho thực vật Đặc biệt là thực vật thủy sinh và vi tảo Mặt khác, khi nồng độ các chất dinh dưỡng N và P trong nước mặt cao, gây nên hiện tượng phú dưỡng hóa – sự nở hoa của nước (sự phát triển quá mức bình thường của rong và vi tảo) các nguồn nước mặt sử dụng vào việc cung cấp nước sạch, có hàm lượng các chất dinh dưỡng cao rất khó xử lý đạt tiêu chuẩn nước sinh hoạt

Sự có mặt của nito và photpho trong nước sẽ có ảnh hưởng đến năng suất sinh học của nguồn nước sự có mặt của các hợp chất N gây cạn kiệt nguồn oxy hòa tan trong nước do xảy ra quá trình biến đổi N

Amonia rất độc cho tôm, cá dù ở nồng độ rất nhỏ, nồng độ làm chết tôm, cá từ 1,2 – 3mg/l tiêu chuẩn nước nuôi trồng thủy sản của nhiều quốc gia yêu cầu nồng độ amonia không vượt quá 1mg/l

Các photphat không gây độc trực tiếp tới thủy sinh nhưng có khả năng tạo phú dưỡng hóa dẫn tới tăng lượng tảo trong nước nước có nồng độ phospho cao hơn 0,01 mg/l nito 1,0 mg/l có khả năng bị phú dưỡng hóa, dẫn tới ảnh hưởng phát triển du lịch, thủy sản và cấp nước

Hàm lượng các chất dinh dưỡng có thể tạo phú dưỡng hóa trong nước mặt được thể hiện trong bảng 3.2

B ảng 2.3 hàm lượng các chất dinh dưỡng N và P có thể tạo phú dưỡng hóa

dưỡng

Dinh dưỡng trung bình

• Tác hại của chất rắn lơ lửng

Các chất rắn lơ lửng hạn chế độ sâu tầng nước được ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của tảo, rong, rêu…

Chất rắn lơ lửng cũng là tác nhân gây tắc cống thoát, làm tăng độ đục nguồn nước, bồi lắng lòng kênh, ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên thủy sinh, đồng thời gây tác hại

về mặt cảm quan (tăng độ đục nguồn nước) và gây bồi lắng QCVN 11:2008 chỉ cho phép thải nước thải có nồng độ chất rắn lơ lửng 50mg/l vào nguồn nước loại A và 100 mg/l đối với nguồn nước bề mặt loại B

• Tác hại của các vi trùng gây bệnh

Các vi trùng gây bệnh có trong nước thải của dự án là các vi khuẩn chỉ thị coliform

và Fec coliform Các vi khuẩn này xuất hiện trong nguồn nước sử dụng cho mục đích snh hoạt gây ra 1 số dịch bệnh về đường tiêu hóa, đặc biệt là các dịch bệnh tả, lị,

thương hàn do E.Coli gây ra Giới hạn tổng Coliform trong nước thải các nhà máy chế biến hải sản được đổ vào nguồn nước loại B, QCVN 11:2008 là 10.000 MPN/100ml Ngoài ra, vấn đề pH thấp, lượng dầu mỡ và hàm lượng các chất dinh dưỡng trong nước thải hải sản cũng rất đáng quan tâm Vì pH thấp sẽ là nguyên nhân gây ăn mòn đường ống và dầu mỡ là nguyên nhân ngăn ngừa khả năng tự làm sạch của nguồn nước do váng dầu mỡ ngăn ngừa sự xâm nhập của oxy trong không khí vào nước, gây

ức chế hoạt động của sinh vật hiếu khí Nước thải bị phân hủy kỵ khí sẽ phát sinh mùi hôi thối các chất hữu cơ trong nước thải sẽ là nguyên nhân gây phú dưỡng hóa cho nguồn tiếp nhận, làm cho nguồn nước bị ô nhiễm nặng hơn và khó quản lý hơn

Chương 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC

TH ẢI THỦY HẢI SẢN

3.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY HẢI SẢN

3.1.1 X ử lý cơ học

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

a Song chắn rác

Song chắn rác nhằm chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn hay ở dạng sợi: giấy, rau cỏ, rác … được gọi chung là rác Rác được chuyển tới máy nghiền để 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 chảy

b Bể lắng cát

Bể lắng cát dùng để tách các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn hơn nhiều

so với trọng lượng riêng của nước như xỉ than, cát … ra khỏi nước thải Cát từ bể lắng cát đưa đi phơi khô ở sân phơi và cát khô thường được sử dụng lại cho những mục đích xây dựng

• Bể lắng

Bể lắng dùng để tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước Chất lơ lửng nặng hơn sẽ từ từ lắng xuống đáy, còn chất lơ lửng nhẹ hơn sẽ nổi lên mặt nước Dùng những thiết bị thu gom và vận chuyển các chất bẩn lắng và nổi (ta gọi là cặn) tới công trình xử lý cặn

- Dựa vào chức năng, vị trí có thể 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 ra các loại bể lắng như: bể lắng hoạt động gián đoạn hoặc bể lắng hoạt động liên tục

- Dựa vào cấu tạo có thể chia bể lắng thành các loại như sau: bể lắng đứng, bể lắng ngang, bể lắng ly tâm và một số bể lắng khác

• Bể lắng đứng

Bể lắng đứng có dạng hình tròn hoặc hình chữ nhật trên mặt bằng Bể lắng đứng thường dùng cho các trạm xử lý có công suất dưới 20.000 m3

/ng.đ Nước thải được dẫn vào ống trung tâm và chuyển động từ dưới lên theo phương thẳng đứng Vận tốc dòng nước chuyển động lên phải nhỏ hơn vận tốc của các hạt lắng Nước trong được tập trung vào máng thu phía trên Cặn lắng được chứa ở phần hình nón hoặc chóp cụt phía dưới

• Bể lắng ly tâm

Bể lắng ly tâm có dạng hình tròn trên mặt bằng ,đường kính bể từ 16 đến 40 m (có trường hợp tới 60m), chiều cao làm việc bằng 1/6 – 1/10 đường kính bể Bể lắng ly tâm được dùng cho các trạm xử lý có công suất lớn hơn 20.000 m3/ng.đ Trong bể lắng nước chảy từ trung tâm ra quanh thành bể Cặn lắng được dồn vào hố thu cặn được xây dựng ở trung tâm đáy bể bằng hệ thống cào gom cặn ở phần dưới dàn quay hợp với trục 1 góc 450 Đáy bể thường làm với độ dốc I = 0,02 – 0,05 Dàn quay với tốc độ 2-3 vòng trong 1 giờ Nước trong được thu vào máng đặt dọc theo thành bể phía trên

nó cho nước đi qua và giữ pha phân tán lại Quá trình diễn ra dưới tác dụng của áp suất cột nước

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 thoáng sơ bộ ,thoáng gió đông tụ sinh học, hiệu quả xử lý có thể đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 40-50 % theo BOD

Trong số các công trình xử lý cơ học có thể kể đến bể tự hoại, bể lắng hai vỏ, bể

lắng trong có ngăn phân huỷ là những công trình vừa để lắng vừa để phân huỷ cặn

lắng

3.1.2 X ử lý hóa lý

Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý là áp dụng các quá trình vật lý và hoá học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hoá học, tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hoà tan nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường Giai đoạn xử lý hoá

lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với các phương pháp cơ học, hoá học, sinh học trong công nghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh

Những phương pháp hoá lý thường được áp dụng để xử lý nước thải là: keo tụ, tuyển nổi, đông tụ, hấp phụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược và siêu lọc…v…v…

a Phương pháp đông tụ và keo tụ

Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hoà tan vì chúng là những hạt rắn có

kích thước quá nhỏ Để tách các hạt rắn đó một cách có hiệu quả bằng phương pháp lắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt, nhằm tăng vận tốc lắng của chúng Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lượng đòi hỏi trước hết cần trung hoà điện tích của chúng, thứ đến

là liên kết chúng với nhau Quá trình trung hoà điện tích thường được gọi là quá trình đông tụ (coagulation), còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ (flocculation)

b Phương pháp đông tụ

Quá trình thuỷ phân các chất đông tụ và tạo thành các bông keo xảy ra theo các giai đoạn sau:

Me3 + HOH ⇔ Me(OH)2+ + H+

Me(OH)2+ + HOH ⇔ Me(OH)+ + H+

Me(OH)+ + HOH ⇔ Me(OH)3 + H+

Me3+ + 3HOH ⇔ Me(OH)3 + 3 H+

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

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

Các muối sắt được dùng làm chất đông tụ: Fe(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%

c Phương pháp keo tụ

Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các chất cao phân tử vào nước Khác với quá trình đông tụ, khi keo tụ thì sự kết hợp diễn ra không chỉ do tiếp xúc trực tiếp mà còn do tương tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ bị hấp phụ trên các hạt lơ lửng

Sự keo tụ được tiến hành nhằm thúc đẩy quá trình tạo bông hydroxyt nhôm và sắt với mục đích tăng vận tốc lắng của chúng Việc sử dụng chất keo tụ cho phép giảm chất đông tụ, giảm thời gian đông tụ và tăng vận tốc lắng

Cơ chế làm việc của chất keo tụ dựa trên các hiện tượng sau: 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 thành cấu trúc 3 chiều, có khả năng tách nhanh và hoàn toàn ra khỏi nước

Chất keo tụ thường dùng có thể là hợp chất tự nhiên và tổng hợp chất keo tự nhiên là tinh bột, ete, xenlulo, dectrin (C6H10O5)n và dioxyt silic hoạt tính (xSiO2.yH2O)

d Tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng Trong xử lý nước thải, tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học Ưu điểm cơ bản của phương pháp này so với phương pháp lắng là có thể khử được hoàn toàn các hạt nhỏ hoặc nhẹ, lắng chậm, trong một thời gian ngắn Khi các hạt đã nổi lên

bề mặt, chúng có thể thu gom bằng bộ phận vớt bọt

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường là không khí) vào trong pha lỏng Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi của tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban đầu

e Hấp phụ

Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ hoà tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi nước thải có chứa một hàm luợng rất nhỏ các chất đó Những chất này không phân huỷ bằng con đường sinh học và thường có độc tính cao Nếu các chất cần khử bị hấp phụ tốt và khi chi phí riêng lượng chất hấp phụ không lớn thì viêc ứng dụng phương pháp này là hợp

lý hơn cả

Các chất hấp phụ thường được sử dụng như: than hoạt tính, các chất tổng hợp

và chất thải của vài ngành sản xuất được dùng làm chất hấp phụ (tro, rỉ, mạt cưa …)

Chất hấp phụ vô cơ như đất sét, silicagen, keo nhôm và các chất hydroxit kim loại ít được sử dụng vì năng lượng tương tác của chúng với các phân tử nước lớn Chất hấp phụ phổ biến nhất là than hoạt tính, nhưng chúng cần có các tính chất xác định như: tương tác yếu với các phân tử nước và mạnh với các chất hữu cơ, có lỗ xốp thô để có thể hấp phụ các phân tử hữu cơ lớn và phức tạp, có khả năng phục hồi Ngoài ra, than phải bền với nước và thấm nước nhanh Quan trọng là than phải có hoạt tính xúc tác thấp đối với phản ứng oxy hoá bởi vì một số chất hữu cơ trong nước thải có khả năng

bị oxy hoá và bị hoá nhựa Các chất hoá nhựa bít kín lổ xốp của than và cản trở việc tái sinh nó ở nhiệt độ thấp

f Phương pháp trao đổi ion

Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau Các chất này gọi là các ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan trong nước

Các chất có khả năng hút các ion dương từ dung dịch điện ly gọi là cationit, những chất này mang tính axit Các chất có khả năng hút các ion âm gọi là anionit và chúng mang tính kiềm Nếu như các ionit nào đó trao đổi cả cation và anion gọi là các ionit lưỡng tính

Phương pháp trao đổi ion thường được ứng dụng để loại ra khỏi nước các kim loại như: Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Mn,…v…v…, các hợp chất của Asen, photpho, Cyanua và các chất phóng xạ

Các chất trao đổi ion là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp nhân tạo Các chất trao đổi ion vô cơ tự nhiên gồm có các zeolit , kim loại khoáng chất, đất sét, fenspat, chất mica khác nhau…v…v… vô cơ tổng hợp gồm silicagen, pecmutit (chất làm mềm nước), các oxyt khó tan và hydroxyt của một số kim loại như nhôm, crôm, ziriconi …v…v… Các chất trao đổi ion hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên gồm axit humic và than đá chúng mang tính axit, các chất có nguồn gốc tổng hợp là các nhựa có bề mặt riêng lớn là những hợp chất cao phân tử

g Các quá trình tách bằng màng

Màng được định nghĩa là một pha đóng vai trò ngăn cách giữa các pha khác nhau Viêc ứng dụng màng để tách các chất phụ thuộc vào độ thấm của các hợp chất

đó qua màng Người ta dùng các kỹ thuật như: điện thẩm tích, thẩm thấu ngược, siêu lọc và các quá trình tương tự khác

Thẩm thấu ngược và siêu lọc là quá trình lọc dung dịch qua màng bán thẩm thấu, dưới áp suất cao hơn áp suất thấm lọc Màng lọc cho các phân tử dung môi đi qua và giữ lại các chất hoà tan Sự khác biệt giữa hai quá trình là ở chổ siêu lọc thường được sử dụng để tách dung dịch có khối lượng phân tử trên 500 và có áp suất thẩm thấu nhỏ (ví dụ như các vi khuẩn, tinh bột, protein, đất sét …) Còn thẩm thấu ngược thường được sử dụng để khử các vật liệu có khối lượng phân tử thấp và có áp suất cao

h Phương pháp điện hoá

Mục đích của phương pháp này là xử lý các tạp chất tan và phân tán trong nước thải, có thể áp dụng trong quá trình oxy hoá dương cực, khử âm cực, đông tụ điện và điện thẩm tích Tất cả các quá trình này đều xảy ra trên các điện cực khi cho dòng điện

1 chiều đi qua nước thải

Các phương pháp điện hoá giúp thu hồi các sản phẩm có giá trị từ nước thải với

sơ đồ công nghệ tương đối đơn giản, dễ tự động hoá và không sử dụng tác chất hoá học

Nhược điểm lớn của phương pháp này là tiêu hao điện năng lớn

Việc làm sạch nước thải bằng phương pháp điện hoá có thể tiến hành gián đoạn hoặc liên tục

Hiệu suất của phương pháp điện hoá được đánh giá bằng 1 loạt các yếu tố như mật độ dòng điện, điện áp, hệ số sử dụng hữu ích điện áp, hiệu suất theo dòng, hiệu suất theo năng lượng

i Phương pháp trích ly

Trích ly pha lỏng được ứng dụng để làm sạch nước thải chứa phenol, dầu, axit hữu cơ, các ion kim loại… Phương pháp này được ứng dụng khi nồng độ chất thải lớn hơn 3-4 g/l, vì khi đó giá trị chất thu hồi mới bù đắp chi phí cho quá trình trích ly

• Làm sạch nước thải bằng phương pháp trích ly bao gồm 3 giai đoạn:

- Giai đoạn thứ nhất: Trộn mạnh nước thải với chất trích ly (dung môi hữu cơ) trong điều kiện bề mặt tiếp xúc phát triển giữa các chất lỏng hình thành 2 pha lỏng Một pha là chất trích với chất được trích, còn pha khác là nước thải với chất trích

- Giai đoạn thứ hai: Phân riêng hai pha lỏng nói trên

- Giai đoạn thứ ba: Tái sinh chất trích ly

Để giảm nồng độ tạp chất tan thấp hơn giới hạn cho phép cần phải chọn đúng chất trích và vận tốc của nó khi cho vào nước thải

Các phương pháp hoá học dùng trong xử lý nước thải gồm có: trung hoà, oxy hoá và khử Tất cả các phương pháp này đều dùng các tác nhân hoá học nên là phương pháp đắt tiền Người ta sử dụng các phương pháp hoá học để khử các chất hoà tan và trong các hệ thống cấp nước khép kín Đôi khi các phương pháp này được dùng để xử

lý sơ bộ trước xử lý sinh học hay sau công đoạn này như là một phương pháp xử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn

j Phương pháp trung hoà

Nước thải chứa các axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hoà đưa pH về khoảng 6,5 đến 8,5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo

Trung hoà nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau:

- Trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm

- Bổ sung các tác nhân hoá học

- Lọc nước axit qua vật liệu có tác dụng trung hoà

- Hấp thụ khí axit bằng nước kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng nước axit

Việc lựa chọn phương pháp trung hoà là tuỳ thuộc vào thể tích và nồng độ nước thải, chế độ thải nước thải, khả năng sẳn có và giá thành của các tác nhân hoá học Trong quá trình trung hoà, một lượng bùn cặn được tạo thành Lượng bùn này phụ thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại và lượng các tác nhân sử dụng cho quá trình

k Phương pháp oxy hoá khử

Mục đích của phương pháp này là chuyển các chất ô nhiễm độc hại trong nước thải thành các chất ít độc hơn và được loại ra khỏi nước thải Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hoá học, do đó quá trình oxy hoá hoá học chỉ được dùng trong những trường hợp khi các tạp chất gây ô nhiễm bẩn trong nước thải không thể tách bằng những phương pháp khác Thường sử dụng các chất oxy hoá như: Clo khí và

lỏng, nước Javen NaOCl, Kalipermanganat KMnO4, Hypocloric Canxi Ca(ClO)2,

H2O2, Ozon…

l Khử trùng nước thải

Sau khi xử lý sinh học, phần lớn các vi khuẩn trong nước thải bị tiêu diệt Khi

xử lý trong các công trình sinh học nhân tạo (Aerophin hay Aerotank ) số lượng vi khuẩn giảm xuống còn 5%, trong hồ sinh vật hoặc cánh đồng lọc còn 1-2% Nhưng để tiêu diệt toàn bộ vi khuẩn gây bệnh, nước thải cần phải khử trùng Chlor hoá, Ozon hoá, điện phân, tia cực tím…

• Phương pháp phổ biến nhất hiện nay là phương pháp Chlor hoá:

Chlor cho vào nước thải dưới dạng hơi hoặc Clorua vôi Lượng Clor hoạt tính cần thiết cho một đơn vị thể tích nước thải là: 10 g/m3 đối với nước thải sau xử lý cơ học, 5 g/m3 sau xử lý sinh học hoàn toàn Clor phải được trộn đều với nước và để đảm bảo hiệu quả khử trùng, thời gian tiếp xúc giữa nước và hoá chất là 30 phút trước khi nước thải ra nguồn Hệ thống Clor hoá nước thải Clor hơi bao gồm thiết bị Clorato, máng trộn và bể tiếp xúc Clorato phục vụ cho mục đích chuyển Clor hơi thành dung dịch Clor trước khi hoà trộn với nước thải và được chia thành 2 nhóm: nhóm chân không và nhóm áp lực Clor hơi được vận chuyển về trạm xử lý nước thải dưới dạng hơi nén trong banlon chịu áp Trong trạm xử lý cần phải có kho cất giữ các banlon này Phương pháp dùng Clor hơi ít được dùng phổ biến

• Phương pháp Clor hoá nước thải bằng Clorua vôi:

Áp dụng cho trạm nước thải có công suất dưới 1000 m3

/ngđ Các công trình và thiết bị dùng trong dây chuyền này là các thùng hoà trộn, chuẩn bị dung dịch Clorua vôi, thiết bị định lượng máng trộn và bể tiếp xúc

Với Clorua vôi được hoà trộn sơ bộ tại thùng hoà trộn cho đến dung dịch 10-15% sau

đó chuyển qua thùng dung dịch Bơm định lượng sẽ đưa dung dịch Clorua vôi với liều lượng nhất định đi hoà trộn vào nước thải Trong các thùng trộn dung dịch, Clorua vôi được khuấy trộn với nước cấp bằng các cánh khuấy gắn với trục động cơ điện

• Phương pháp Ozon hoá

Ozon hoá tác động mạnh mẽ với các chất khoáng và chất hữu cơ, oxy hoá bằng Ozon cho phép đồng thời khử màu, khử mùi, tiệt trùng của nước Bằng Ozon hoá có thể xử lý phenol, sản phẩm dầu mỏ, H2S, các hợp chất Asen, thuốc nhuộm… Sau quá

trình Ozon hoá số lượng vi khuẩn bị tiêu diệt đến hơn 99 Ngoài ra, Ozon còn oxy hoá các hợp chất Nito, Photpho… Nhược điểm chính của phương pháp này là giá thành cao và thường được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước cấp.

3.1.3 X ử lý sinh học

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

để phân huỷ các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải Các vi sinh vật sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản vì thế sinh khối của chúng được tăng lên Quá trình phân huỹ các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hoá sinh hoá Phương pháp xử lý sinh học có thể thực hiện trong điều kiện hiếu khí(với sự có mặt của oxy) hoặc trong điều kiện kỵ khí ( không có oxy)

Phương pháp xử lý sinh học có thể ứng dụng để làm sạch hoàn toàn các loại nước thải chứa chất hữu cơ hoà tan hoặc phân tán nhỏ Do vậy phương pháp này thường được áp dụng sau khi loại bỏ các loại tạp chất thô ra khỏi nước thải

• Quá trình xử lý sinh học gồm các bước:

- Chuyển hoá các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hoà tan thành thể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh

- Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo vô cơ trong nước thải

- Loại các bông cặn ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng

a Xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên

Để tách các chất bẩn hữu cơ dạng keo và hoà tan trong điều kiện tự nhiên người

ta xử lí nước thải trong ao, hồ (hồ sinh vật) hay trên đất (cánh đồng tưới, cánh đồng lọc…)

• Hồ sinh vật

Là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo còn gọi là hồ oxy hoá, hồ ổn định nước thải,… là hồ để xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học Trong hồ sinh vật diễn ra quá trình oxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ như vi khuẩn, tảo và các loại

dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy từ không khí để oxy hoá các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2, photphat và nitrat amon sinh ra từ

sự phân huỷ, oxy hoá các chất hữu cơ bởi vi sinh vật Để hồ hoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu Nhiệt độ không được thấp hơn 60

• Hồ sinh vật tuỳ tiện

Có độ sâu từ 1,5 – 2,5m , trong hồ sinh vật tùy tiện, theo chiều sâu lớp nước có thể diễn ra hai quá trình: oxy hoá hiếu khí và lên men yếm khí các chất bẩn hữu cơ Trong hồ sinh vật tuỳ tiện vi khuẩn và tảo có quan hệ tương hỗ đóng vai trò cơ bản đối với sự chuyển hoá các chất

• Hồ sinh vật yếm khí:

Có độ sâu trên 3m, với sự tham gia của hàng trăm chủng loại vi khuẩn kỵ khí bắt buộc và kỵ khí không bắt buộc Các vi sinh vật này tiến hành hàng chục phản ứng hoá sinh học để phân huỷ và biến đổi các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những chất đơn giản dễ xử lý Hiệu suất giảm BOD trong hồ có thể lên đến 70% Tuy nhiên nước thải sau khi ra khỏi hồ vẫn có BOD cao nên loại hồ này chỉ chủ yếu áp dụng cho xử lý nước thải công nghiệp rất đậm đặc và dùng làm hồ bậc 1 trong tổ hợp nhiều bậc

• Cánh đồng tưới - Cánh đồng lọc

Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác , có thể tiếp nhận và xử lý nước thải Xử lý trong điều kiện này diễn ra dưới tác dụng của vi sinh vật, ánh sáng mặt trời, không khí và dưới ảnh hưởng của các hoạt động sống thực vật, chất thải bị hấp thụ và giữ lại trong đất, sau đó các loại vi khuẩn có sẳn trong đất sẽ phân huỷ chúng thành các chất đơn giản để cây trồng hấp thụ Nước thải sau khi ngấm vào đất, một phần được cây trồng sử dụng Phần còn lại chảy vào hệ thống tiêu nước ra sông hoặc bổ sung cho nước nguồn

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

• Bể lọc sinh học

Bể lọc sinh học là công trình nhân tạo, trong đó nước thải được lọc qua vật liệu rắn có bao bọc một lớp màng vi sinh vật Bể lọc sinh học gồm các phần chính như sau: phần chứa vật liệu lọc, hệ thống phân phối nước đảm bảo tưới đều lên toàn bộ bề mặt

bể, hệ thống thu và dẩn nước sau khi lọc, hệ thống phân phối khí cho bể lọc

Quá trinh oxy hoá chất thải trong bể lọc sinh học diển ra giống như trên cánh đồng lọc nhưng với cường độ lớn hơn nhiều Màng vi sinh vật đã sử dụng và xác vi sinh vật chết theo nước trôi khỏi bể được tách khỏi nước thải ở bể lắng đợt 2 Để đảm bảo quá trình oxy hoá sinh hoá diễn ra ổn định, oxy được cấp cho bể lọc bằng các biện pháp thông gió tự nhiên hoặc thông gió nhân tạo Vật liệu lọc của bể lọc sinh học có thể là nhựa Plastic, xỉ vòng gốm, đá Granit……

 Vật liệu lọc của bể sinh học nhỏ giọt thường là các hạt cuội, đá… đường kính trung bình 20–30 mm Tải trọng nước thải của bể thấp (0,5–1,5 m3

/m3 vật liệu lọc /ngđ) Chiều cao lớp vật liệu lọc là 1,5–2m Hiệu quả xử lý nước thải theo tiêu chuẩn BOD đạt 90% Dùng cho các trạm xử lý nước thải có công suất dưới 1000 m3/ngđ

• Bể lọc sinh học cao tải

Bể lọc sinh học cao tải có cấu tạo và quản lý khác với bể lọc sinh học nhỏ giọt, nước thải tưới lên mặt bể nhờ hệ thống phân phối phản lực Bể có tải trọng 10–20 m3

nước thải/1m2 bề mặt bể /ngđ Nếu trường hợp BOD của nước thải quá lớn người ta tiến hành pha loãng chúng bằng nước thải đã làm sạch Bể được thiết kế cho các trạm

xử lý dưới 5000 m3/ngđ

• Bể hiếu khí có bùn hoạt tính – Bể Aerotank

Là bể chứa hổn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào bể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ không hoà tan và thành các tế bào mới Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ do đó phải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy ở bể lắng đợt 2, bằng cách tuần hoàn bùn về bể Aerotank để đảm bảo nồng

độ vi sinh vật trong bể Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bể nén bùn hoặc các công trình xử lý bùn cặn khác để xử lý Bể Aerotank hoạt động phải có hệ thống cung cấp khí đầy đủ và liên tục

• Quá trình xử lý sinh học kỵ khí - Bể UASB

Quá trình xử lý sinh học kỵ khí là quá trình sử dụng các vi sinh vật trong điều kiện không có oxy để chuyển hoá các hợp chất hữu cơ thành Metan và các sản phẩm hữu cơ khác

Quá trình này thường được ứng dụng để xử lý ổn định cặn và xử lý nước thải công nghiệp có nồng độ BOD, COD cao

Quá trình chuyển hoá chất hữu cơ trong nước thải bằng vi sinh yếm khí xảy ra theo

3 giai đoạn:

- Một nhóm vi sinh tự nhiên có trong nước thải thuỷ phân các hợp chất hữu cơ phức tạp và lypit thành các chất hữu cơ đơn giản có trọng lượng nhẹ như Monosacarit, amino axit để tạo ra nguồn thức ăn và năng lượng cho vi sinh hoạt động

- Nhóm vi khuẩn tạo men axit biến đổi các hợp chất hữu cơ đơn giản thành các axit hữu cơ thường là axit acetic, nhóm vi khuẩn yếm khí tạo axit gọi là nhóm axit focmơ

- Nhóm vi khuẩn tạo mêtan chuyển hoá hydro và axit acetic thành khí metan và cacbonic Nhóm vi khuẩn này gọi là mêtan focmơ, chúng có rất nhiều trong dạ dày của động vật nhai lại (trâu, bò…) vai trò quan trọng của nhóm vi khuẩn

metan focmơ là tiêu thụ hydro và axit acetic, chúng tăng trưởng rất chậm và quá trình xử lý yếm khí chất thải được thực hiện khi khí mêtan và cacbonic thoát ra khỏi hổn hợp

3.2 M ỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐƯỢC ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM

3.2.1 Công nghệ xử lý nước thải thủy sản của khoa môi trường- Đại Học Bách Khoa TP.HCM

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý của khoa môi trường-Đại học Bách Khoa TP.HCM

 Thuyết minh công nghệ:

Toàn bộ nước thải nhà máy được dẫn tập trung đến trạm xử lý chung Đầu tiên nước thải qua song chắn rác lấy rác để loại bỏ các tạp chất thô có kích thước ≥ 16 mm như bao nilong, giấy, vảy cá, xương cá,… trước khi đến bể tiếp nhận tách dầu Nếu không lại bỏ rác có thể gây tác nghẽn đường ống, mương dẫn hoặc hư hỏng bơm Rác sau khi lấy ra khỏi nước cho vào bao tập trung xử lý cùng với rác thải của nhà máy

Tại bể tiếp nhận tách dầu, dầu mỡ cá, các hạt cặn lơ lửng kích thước nhỏ có trong nước thải, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý sinh học hiếu khí phía sau

Nước thải từ bể tiếp nhận tách dầu chảy sang bể điều hòa có khuấy trộn bằng khí được cung cấp từ máy thổi khí Bể điều hòa có tác dụng điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải, tránh hiện tượng quá tải vào các giờ cao điểm, do đó giúp hệ thống

xử lý làm việc ổn định đồng thời giảm kích thước các công trình đơn vị tiếp sau Trong

bể điều hòa có bố trí hệ thống thổi khí Tác dụng của hệ thống này là xáo trộn nước thải đồng thời cung cấp oxy nhằm giảm 1 phần BOD Từ bể điều hòa nước thải tiếp tục được bơm vào bể sinh học từng mẻ

Trong bể sinh học từng mẻ kết hợp bùn hoạt tính, các chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan chuyển hóa thành bông bùn sinh học - quần thể vi sinh vật hiếu khí – có khả năng lắng dưới tác dụng của trọng lực Nước thải chảy liên tục vào bể sinh học trong đó khi được đưa vào cùng xáo trộn với bùn hoạt tính, cung cấp oxy cho vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ Dưới điều kiện như thế, vi sinh sinh trưởng tăng sinh khối

và các bông bùn hoạt tính dạng lơ lửng trong nước Bể này có dạng chữ nhật Hàm lượng bùn và nhu cầu oxy đồng nhất trong toàn bộ thể tích bể Bể này có ưu điểm chịu được quá tải rất tốt METCALF and EDDY (1991) đưa ra tải trọng thiết kế khoảng 0.8–1.0 kg BOD5/m3 ngày với hàm lượng bùn trong bể 2.500 – 4.000 mg/l tỉ số F/M 0.2-0.6 Bể sinh học từng mẻ hoạt động theo định kì thời gian (hoạt động khoảng 8–14 h/ ngày) Sau khoảng thời gian hoạt động, ngưng máy thổi khí để lắng trong khoảng thời gian khoảng từ 2-3 (h) rồi bơm nước ra nguồn tiếp nhận

Bùn dư trong bể sinh học từng mẻ, định kỳ bơm ra bể ổng định bùn xử lý Chu kỳ bơm bùn dư thải bỏ là: 5 lần bể sinh học bơm 1 lần

3.2.2 Công nghệ xử lý nước thải thủy sản của công ty liên doanh công nghệ môi trường Việt Nam – Đan Mạch ( VINADECO)

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ xử lý của VINADECO

 Thuyết minh công nghệ:

Nước thải phát sinh từ phân xưởng sản xuất được thu gom và dẫn về bể bơm nước thải Tại đây đặt thiết bị lược rác có nhiệm vụ bỏ rác có trong nước thải như: vảy

cá, xương cá, mỡ dư, ruột cá, mắt cá, … nước thải sau khi vào bể bơm được hai bơm nhiệm vụ đưa nước thải sang thiết bị lược rác tinh, thiết bị có kích thước khe ≤ 1mm nhằm loại bỏ tất cả cặn thải từ nhà máy, tiếp đến nước thải tự chảy vào bể điều hòa

Nước thải

Hố thu nước thài

Thiết bị lược rác tinh

Bể lắng 2

Bể AEROTANK

Dung dịch NaOCl

Ghi chú

Đường nước Đường bùn Đường cấp khí Đường cấp hóa chất

Bể tiếp xúc

Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và các thành phần (BOD,

COD,….) có trong nước thải, qua đó sẽ làm giảm 1 phần nồng độ BOD, COD của nước thải Ngoài ra, hệ thống phân phối khí tại bể điều hòa còn có tác dụng làm tránh hiện tượng lên men yếm khí xảy ra tại bể khí cung cấp cho bể điều hòa máy thổi khí, tại bể điều hòa được bố trí 2 bơm có nhiệm vụ vận chuyển nước sang bể aerotank

Bể xử lý sinh học hiếu khí ứng dụng quá trình bùn hoạt tính lơ lửng, trong các chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan chuyển hóa thành bông bùn sinh học Nước chảy liên tục vào hồ aerotank cùng với khí được cấp vào xáo trộn với bùn hoạt tính bởi máy thổi khí, sẽ giúp cho vi sinh vật thực hiện quá trình phân hủy các chất hữu cơ, chuyển hóa chúng thành CO2, H2O, các sản phẩm vô cơ khác và các tế bào sinh vật mới Do quá trình làm thoáng kéo dài nên việc khử Amonic và NH4 rất triệt để Ngoài ra, quá trình Nito hóa sinh học được thực hiện trong bể xử lý sinh học hiếu khí như sau:

NH4+ + O2  NO2- + O2  NO3

-Tiếp đến nước thải chảy sang bể khử N và P Quá trình khử N và P diễn ra trong môi trường khuấy trộn hoàn toàn, với hệ thống làm thoáng chìm (thiết bị khuấy chìm M04)

Nước trong thu vào máng tràn và được dẫn sang bể khử trùng, bể khử trùng thiết kế luôn tạo ra dòng chảy xáo trộn đều trong suốt bể nhằm tạo môi trường tiếp xúc tốt giữa chất khử trùng và vi sinh vật cần khử

Cặn lắng, bọt nổi, màng vi sinh vật chết và bùn dư thu hồi từ bể lắng được đưa

về bể chứa bùn Bể chứa bùn có nhiệm vụ tách bớt nước trong bùn dư, hàm lượng chất rắn trong bùn được nâng từ 1% đến 2,5% Phần nước dư từ bể chứa bùn được dẫn về

bể bơm để xử lý lại hệ thống hoạt động liên tục và khép kín, nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn nước thải công nghiệp

3.2.3 Công ngh ệ xử lý nước thải thủy sản của trung tâm công nghệ mới ALFA

Hình 3.3 Sơ đồ công nghệ xử lý của trung tâm công nghệ mới ALFA

 Thuyết minh công nghệ :

Nước thải từ phân xưởng chạy tự do vào hố thu và được 2 bơm chìm ( chạy

luân phiên) bơm sang bể cân bằng, có tác dụng điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải Bể cân bằng được thổi khí để trộn đều nước thải Tại ngăn trộn hóa chất, nước thải được điều chỉnh pH và châm hóa chất keo tụ, trợ keo tụ Các chất lơ lửng được lắng tại bể lắng 1 Một phần màu, COD cũng được tách loại tại đây

Tại bể sinh học hiếu khí, quá trình phân hủy chất hữu cơ diễn ra dưới tác dụng của vi sinh vật trong bùn hoạt tính, với sự hỗ trợ của oxy cấp từ 02 máy thổi khí (một máy dự phòng Chất dinh dưỡng được cugn cấp vào bể để đủ điều kiện cho vi sinh vật hoạt động nước thải được tiếp tục tách bùn sinh học tại bể lắng 2, sau đó chảy tràn vào

hệ thống cống chung của thành phố, đạt tiêu chuẩn xả thải

Bể lắng 2

Dung d ịch khử trùng

Ghi chú

Đường nước

Đường bùn Đường cấp khí

Đường cấp hóa chất

Bể tiếp xúc