thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến bột cá, mỡ cá vĩnh hoàn có công suất 600 m3 ngày đêm

Các chất thải có thành phần chủ yếu là các chất hữu cơ gồm các hợp chất chứa Cacbon, Nito, Photpho,… Trong điều kiện khí hậu Việt Nam chúng nhanh chống bị phân hủy gây ô n

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến bột cá, mỡ cá Vĩnh Hoàn công suất 600m3/ngày.đêm Với các chỉ tiêu ô nhiễm gồm BOD (820), COD (1680), SS (560), tổng N (112), tổng P (16) phát sinh từ nước thải sinh hoạt của công nhân, nước thải sản xuất của nhà máy và được yêu cầu nước thải đầu ra phải đạt chuẩn cột B của QCVN 11:2015/BTNMT trước khi xả ra nguồn tiếp nhận Công nghệ đã được đề xuất thiết kế trong đồ án là xử lý theo phương pháp sinh học Nước thải sẽ từ khu vực sản xuất và nước thải sinh hoạt sẽ được xử lý sơ bộ và theo mạng lưới thoát nước đi qua thiết bị lọc rác để loại bỏ rác thô sau đó đưa tới bể thu gom Nước thải từ

bể thu gom qua bể điều hòa để điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải, giảm kích thước cho các công trình phía sau Nước thải từ bể điều hòa đi qua bể tách dầu loại bỏ dầu mỡ Từ bể tách dầu nước thải sẽ qua bể lắng I để loại bỏ các chất rắn lơ lửng hòa tan Sau đó qua UASB, Anoxic và Aerotank để loại bỏ N, P và các chất hữu cơ Nước thải từ Aerotank qua bể lắng II để lắng các chất lơ lửng và phần bùn dư từ bể lắng, Aerotank, UASB sẽ qua bể nén bùn , máy ép bùn và đưa đến nơi xử lý bùn Một phần nước từ máy ép bùn và bể nén bùn đưa về hầm tiếp nhận

Quá trình tuần hoàn diễn ra do bể lắng tuần hoàn bùn về Aerotank và Anoxic, tuần hoàn nitrat từ Aerotank về Anoxic Phần nước thải từ bể lắng qua bể khử trùng để khử trùng và vào nguồn tiếp nhận Sau khi ra nguồn tiếp nhận, các chỉ tiêu ô nhiễm của nước thải đầu ra đạt chuẩn gồm SS (42,2), BOD (17,2), COD (148,9), tồng N (12,8), tổng P (12,6)

PROJECT SUMMARY

Design of wastewater treatment system for Vinh Hoan fish meal and fat processing factory with the capacity of 600m3 / day With the pollution criteria including BOD (820), COD (1680), SS (560), total N (112), total P (16) arising from domestic wastewater of workers, household waste water and are required to meet the requirements of column B of QCVN 11: 2015 / BTNMT before discharge to the receiving source Technology proposed in the project is biological treatment Wastewater from the production area and domestic sewage will be treated preliminarily and in the sewer network through the waste filter to remove the waste and then to the collection tank Wastewater from the tank collected through the air conditioning tank to regulate the flow and concentration of wastewater, reduce the size for the rear Wastewater from the regulating tank goes through the oil separator to remove grease From the oil separator tank will pass through the settling tank I to remove the suspended solids Then through UASB, Anoxic and Aerotank to remove

N, P and organic matter Wastewater from Aerotank through sedimentation tank II to deposit suspended solids and sediment from sedimentation tanks, Aerotank, UASB will pass through slurry tanks, mud presses and transport to sludge treatment A portion of the water from the mud press and the mud tank is taken to the receiving

tunnel

The process of circulation takes place by the sludge recirculation tank of Aerotank and Anoxic, the nitrate circulation from Aerotank to Anoxic The wastewater from the tank settles through the disinfection tank to disinfect and into the receiving source After reaching the source, the criteria of effluent standards were SS (42.2), BOD (17.2), COD (148.9), N (12.8), total P (12.6)

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH xi

DANH MỤC BẢNG xii

MỞ ĐẦU xiii

ĐẶT VẤN ĐỀ xiii

MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI xiii

PHẠM VI THỰC HIỆN xiii

PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN xiv

TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI xiv

BỐ CỤC CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP xiv

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1 GIỚI THIỆU CÔNG TY 1

1.2 MÔ TẢ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 3

CHƯƠNG 2 TỒNG QUAN VỀ BỘT CÁ, MỠ CÁ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 7

2.1 TỔNG QUAN VỀ BỘT CÁ, MỠ CÁ VÀ NƯỚC THẢI TỪ NGÀNH CHẾ BIẾN BỘT CÁ, MỠ CÁ 7

2.2 THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI BỘT CÁ, MỠ CÁ 10

2.3 CÁC THÔNG SỐ Ô NHIỄM ĐẶC TRƯNG CỦA NƯỚC THẢI 11

2.3.1 Thông số vật lý 11

2.3.2 Thông số hóa học 11

2.3.3 Thông số vi sinh vật học 14

2.4 TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN BỘT CÁ, MỠ CÁ ĐẾN MÔI TRƯỜNG 15

2.5 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 16

2.5.1 Phương pháp cơ học 16

2.5.2 Phương pháp xử lý hóa lý 21

2.5.3 Phương pháp sinh học 26

2.5.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BÙN 36

2.6 CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN BỘT CÁ, MỠ CÁ

ĐƯỢC ÁP DỤNG HIỆN NAY 38

2.6.1 Công nghệ xử lý nước thải bột cá của công ty Hòa Bình Xanh 38

2.6.2 Hệ thống xử lý nước thải Công ty Môi trườngNew tech Co., LTD 41

CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT - PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 44

3.1 CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ 44

3.2 CƠ SỞ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ 45

3.3 ĐỀ XUẤT, PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 45

3.3.1 Đề xuất và thuyết minh phương án 1 46

3.3.2 Đề xuất và thuyết minh phương án 2 50

3.3.3 Phân tích ưu nhược điểm và lựa chọn công nghệ 52

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 54

4.1 SONG CHẮN RÁC 54

4.2 BỂ THU GOM 56

4.3 BỂ ĐIỀU HÒA 57

4.4 BỂ TÁCH DẦU 62

4.5 BỂ LẮNG I 64

4.6 BỂ UASB 68

4.7 BỂ ANOXIC 77

4.8 BỂ AEROTANK 83

4.9 BỂ LẮNG II 93

4.10 BỂ KHỬ TRÙNG 98

4.11 BỂ NÉN BÙN 102

4.12 MÁY ÉP BÙN 105

CHƯƠNG 5 KHAI TOÁN KINH PHÍ 106

5.1 MÔ TẢ CÔNG TRÌNH 106

5.2 CHI PHÍ XÂY DỰNG 107

5.3 CHI PHÍ VẬN HÀNH 109

5.3.1 Chi phí điện năng 109

5.3.2 Chi phí nhân công 110

5.3.3 Chi phí bảo trì 110

5.3.4 Cho phí cho 1 m3 nước thải 110

CHƯƠNG 6 VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 111

6.1 KHỞI ĐỘNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 111

6.1.1 Bể Anoxic 111

6.1.2 Bể Aerotank 112

6.2 VẬN HÀNH HẰNG NGÀY 112

6.2.1 Bể Anoxic 112

6.2.2 Bể Aerotank 114

6.3 NGUYÊN NHÂN VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC SỰ CỐ TRONG VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ 115

6.4 TỔ CHỨC QUẢN LÝ VÀ KỸ THUẬT AN TOÀN 120

6.4.1 Tổ chức quản lý 120

6.4.2 Kỹ thuật an toàn 121

6.4.3 Bảo trì 121

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 123

KẾT LUẬN 123

KIẾN NGHỊ 123

TÀI LIỆU THAM KHẢO 125

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Quy trình công nghệ chế biến bột cá, mỡ cá 3

Hình 2.1 Mỡ cá và bột cá 10

Hình 2.2 Song chắn rác cơ khí và thủ công 17

Hình 2.3 Bể lắng đứng 18

Hình 2.4 Bể lắng ngang 19

Hình 2.5 Bể lắng ly tâm 20

Hình 2.6 Bể tuyển nổi khí hòa tan - DAF 23

Hình 2.7 Bể Aerotank 30

Hình 2.8 Sơ đồ chuyển hóa vật chất trong điều kiện kí khí 31

Hình 2.9 Bề UASB 33

Hình 2.10 Sơ đồ quy trình phản ứng trong sinh học từng mẻ có kết hợp khữ N, P 35

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ phương án 1 46

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ phương án 2 50

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tổng hợp nhu cầu nguyên liệu hàng ngày như sau 4

Bảng 2.1 Chất lượng nước thải bột cá 10

Bảng 3.1 Kết quả điều tra khảo sát chất lượng nước thải của công ty 44

Bảng 3.2 Tiêu chuẩn nước thải sau khi xử lý theo TCVN: 11-2015, cột B 44

Bảng 3.3 Hiệu suất xử lý của phương án 1 48

Bảng 3.4 Hiệu suất xử lý của phương án 2 51

Bảng 4.1 Bảng hệ số không điều hòa K0 54

Bảng 4.2 Thông số thiết kế song chắn rác 56

Bảng 4.3 Thông số thiết kế hố thu gom 57

Bảng 4.4 Thông số tính toán thiết kế bể điều hòa 61

Bảng 4.5 Thông số tính toán bể tách dầu 64

Bảng 4.6 Thông số tính toán bể lắng I 68

Bảng 4.7 Thông số tính toán bể Anoxic 83

Bảng 4.8Các kích thước điển hình của bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn 85

Bảng 4.9 Công suất hòa tan oxy vào nước của thiết bị phân phối bọt khí nhỏ và mịn 89 Bảng 4.10 Thông số tính toán bể Aerotank 92

Bảng 4.11 Thông số tính toán bể lắng II 98

Bảng 4.12 Liều lượng Chlorine cho khử trùng 100

Bảng 4.13 Thông số tính toán bể khử trùng 102

Bảng 4.14 Thông số tính toán bể nén bùn 105

Bảng 5.1 Các sự cố thường gặp và cách khắc phục 116

MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những thập niên gần đây, ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm nước nói riêng đang trở thành mối lo chung của nhân loại Vấn đề bảo vệ môi trường và bảo vệ sự trong sạch cho các thủy vực hiện nay đang là vấn đề cấp bách trong quá trình phát triển xả hội khi nền kinh tế và khoa học kĩ thuật đang tiến lên những bước dài Để phát triển bền vững chúng ta cần có những biện pháp hạn chế, loại bỏ các chất ô nhiễm

do hoạt động sống và sản xuất thải ra môi trường Một trong những biện pháp tích cực trong công tác bảo vệ môi trường và chống ô nhiễm nguồn nước là tổ chức thoát nước

và xử lý nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận

Chế biến thủy sản ở nước ta là ngành công nghiệp có mạng lưới sản xuất rộng với nhiều mặt hang, nhiều chủng loại và gần đây 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 có thành phần chủ yếu là các chất hữu cơ gồm các hợp chất chứa Cacbon, Nito, Photpho,… Trong điều kiện khí hậu Việt Nam chúng nhanh chống bị phân hủy gây ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí và ảnh hưởng đến sức khỏe con người

Trong những năm gần đây có rất nhiều khiếu kiện và ý kiến phản ứng của người dân về ô nhiễm môi trường do ngành chế biến thủy sản gây ra Điều này cho thấy ngành chế biến thủy sản đang đứng trước nguy cơ suy thoái môi trường, ảnh hưởng không những đến cuộc sống hiện tại mà là cả thế hiện tương lai Chính vì vậy trong phạm vi hẹp của luận văn em chọn đề tài “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Nhà máy chế biến bột cá, mỡ cá Vĩnh Hoàncông suất 600 m3/ngày” nằm trên QL

30 thuộc cụm công nghiệp Thanh Bình, xã Bình Thành, Huyện Thanh Bình, tỉnh Đồng Tháp

MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến bột cá, mỡ cá Vĩnh Hoàn để xử lý chất thải, giảm thiểu tác hại đến môi trường trong điều kiện phù hợp với thực tế của nhà máy Vĩnh Hoàn

Nước đầu ra phải đạt cột B theo QCVN 11:2015/BTNMT

PHẠM VI THỰC HIỆN

Việc ứng dụng công nghệ xử lý chung cho một ngành công nghiệp là rất khó khăn, do mỗi nhà máy đều có đặc trưng riêng về công nghệ, nhiên liệu, nguyên liệu… nên thành phần và tính chất nước thải khác nhau Phạm vi ứng dụng của đề tài là xử lý

nước thải cho Nhà máy chế biến bột cá, mỡ cá Vĩnh Hoàn và một số công ty khác nếu

có cùng tính chất chất nước thải đặc trưng

PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

Điều tra khảo sát, thu thập số liệu, tài liệu tham quan

Phương pháp lựa chọn: tổng hợp số liệu, phân tích khả thi, tính toán kinh tế

TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài thực hiện nhằm đề ra phương án góp phần xử lý nước thải cho nhà máy giai đoạn đi vào hoạt động, tránh gây ô nhiễm môi trường khi xả thải vào nguồn tiếp nhận là sông Tiền

BỐ CỤC CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Ngoài phần Mở đầu, Phụ lục và Tài liệu tham khảo, khóa luận gồm 5 chương

Chương 1: Giới thiệu chung

Chương 2: Tổng quan về bột cá, mỡ cá & các phương pháp xử lý

Chương 3: Phân tích các chỉ tiêu nước thải – Đề xuất, lựa chọn công nghệ xử lý

Chương 4: Tính toán các công trình đơn vị

Chương 5: Vận hành HTXLNT

Kết luận và Kiến nghị

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 GIỚI THIỆU CÔNG TY

(Nguồn: Báo cáo DTM Dự án đầu tư “Nhà máy chế biến bột cá, mỡ cá Vĩnh

Hoàn”)

Tên công ty: Công Ty Cổ Phần Pilmico VHF

Địa chỉ: QL 30, Cụm Công Nghiệp Thanh Bình, xả Bình Thành, huyện Thanh

Bình, tỉnh Đồng Tháp

Loại hình công ty: Sản xuất

Loại hình kinh doanh: Xuất khẩu, Nội địa

Trong bối cảnh đòi hỏi khắt khe, cạnh tranh gay gắt và thêm nhiều rào cản kỹ thuật do các thị trường lớn áp dụng Công ty cổ phần Vĩnh Hoàn đã quan tâm nhiều đến việc nâng cao chất lượng theo chiều sâu mang tính đồng bộ, hình thành và mở rộng liên kết sản xuất tăng cường khả năng truy xuất của sản phẩm hình thành từ vùng nguyên liệu Để có thể chủ động kiểm soát được sản lượng và chất lượng nguyên liệu, nâng cao giá trị gia tăng phế phẩm từ nhà máy chế biến, tháng 4 năm 2008 công ty Cổ Phần Thức Ăn Thủy Sản Vĩnh Hoàn 1 được thành lập và đi vào hoạt động

Để đãm bảo chất lượng sản phẩm cung cấp cho người nuôi những loại thức ăn tốt nhất theo đúng mục tiêu chiến lược “cá tốt ao sạch”, năm 2008 Công Ty Cổ Phần Thức Ăn Thủy Sản Vĩnh Hoàn 1 đã đầu tư dây chuyền sản xuất thức ăn viên với công suất 60.000tấn/năm, với những máy móc hiện đại, quy trình sản xuất được khép kín vào được kiểm tra nghiêm ngặt Ngoài ra để gia tăng giá trị phế phẩm từ nhà máy chế biến Công ty đã đầu tư dây chuyền sản xuất bột cá và mỡ cá chất lượng cao nhằm cung cấp cho ngành chăn nuôi gia súc và xuất khẩu góp phần bảo vệ môi trường

Đầu năm 2010 Công Ty Cổ Phần Thức Ăn Thủy Sản Vĩnh Hoàn 1 đã nâng cấp dây chuyền thức ăn viên từ 60.000tấn/ năm lên 120.000tấn/năm nhằm đáp ứng nhu cầu của vùng nuôi công ty

Sản phẩm chính của công ty:

Thức ăn viên: Cá da trơn VHF 26,công dụng:

- Nguyên liệu được kiểm soát chặt chẽ, sản phẩm ít gây ô nhiễm môi trường

- Dinh dưỡng phù hợp, hệ số chuyển hóa thức ăn tối ưu

- Công nghệ sản xuất tiên tiến

- Tiện lợi, dễ sử dụng, tiết kiệm thời gian lao động và đạt hiệu quả cao

Bột mỡ: mỡ cá tra là sản phẩm làm từ phụ phẩm cá tra sản xuất để phục vụ cho

thức ăn chăn nuôi Bổ sung hàm lượng béo chất lượng cao trong thức ăn giúp vật nuôi tăng trưởng nhanh

Bột cá tra: sản xuất trên dây chuyền công nghệ hiện đại Cân đối đầy đủ protein chất lượng cao trong thức ăn

1.2 MÔ TẢ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Hình 1.1 Quy trình công nghệ chế biến bột cá, mỡ cá

Phân loại Phụ phẩm tươi

Bong bóng, bao tử

cá

Thịt, xương

Hấp chín Băm vụn

Ép Nghiền

Sấy khô Đánh tơi

Nghiền Làm nguội

Đóng bao Bồn chứa

HTXLNT Chất thải rắn

Chất thải rắn

Phụ phẩm cá tra, cá ba sa sau khi mua về sẽ được phân loại ra theo các thành phần sau:

- Bong bóng cá, bao tử cá được bán lại cho các cơ sở khác chế biến

- Lườn cá và mỡ cá sẽ đem thắng lấy mỡ

- Phần còn lại được đưa vào máy băm, băm vụn và chuyển qua lò hấp chín bằng hệ thống băng tải trục vít Sản phẩm sau khi hấp chín được đưa qua máy nghiền bột cá và máy ép để tách lấy nước cốt Sản phẩm ráo nước được đánh tơi cho mau khô Sản phảm này tiếp tục đưa qua lò sấy sấy khô Bột cá sau khi sấy khô có độ

ẩm thấp hơn 10%, được làm nguội và ly tâm tách bỏ phần xương Phần thịt cá được nghiền 1 lần nửa và cho vào bồn thành phẩm Bột cá thành phẩm được đóng bao PP trọng lượng 50kg/bao và bảo quản trong kho thành phẩm trước khi tiêu thụ

- Nước cốt cá từ máy ép được chứa trong bồn nước ép Nước ép này sẽ được đưa qua máy ly tâm tách lấy mỡ Mỡ sau tách được cho vào bồn dầu thô sau đó mỡ này được thắng chuyển qua bồn dầu tinh cùng với mỡ cá đã thắng từ lườn cá và mỡ cá ở trên Tất cả dầu được chuyển qua máy sấy chân không để loại bỏ hoàn toàn nước trong dầu và đưa vào phuy để bán Phần nước cốt sau tách mỡ sẽ được thải ra hệ thống xử lý nước thải trước khi thải vào môi trường

Nhu cầu về nguyên liệu và nhiên liệu

Nhu cầu sử dụng nguyên liệu hàng ngày của nhà máy bột cá không thay đổi so với trước đây: khoảng 200 – 240 tấn phụ phẩm cá tra

Nhiên liệu sử dụng trong lò hơi: củi trấu, khoảng 5120 tấn/năm

Dầu DO sử dụng cho máy phát điện: 1000 kg/năm

Nhu cầu về nước và các vật liệu khác

Nhu cầu nước cấp cho nhà máy sản xuất bột cá cụ thể như sau:

- Nước cấp cho sinh hoạt của công nhân: 31 m3/ngày

- Nước rửa nhà xưởng chế biến bột cá: 0,5 m3/tấn nguyên liệu (50 – 60

m3/ngày)

- Nước cấp cho lò hơi: 32.000 m3/năm

- Bao bì: 1.350 bao/ngày

Bảng 1.1 Tổng hợp nhu cầu nguyên liệu hàng ngày như sau

1 Phụ phẩm cá

(Do nhà máy chế biến cá Fillet của

100-120 tấn

Công ty CP Vĩnh Hoàn cung cấp)

2 Nước cấp cho sản xuất

(Do Công ty CP TATS Vĩnh Hoàn 1 cung cấp)

50 – 60 m3

3 Nước cấp cho sinh hoạt

(Do Công ty CP TATS Vĩnh Hoàn 1 cung cấp)

Hoạt động phát sinh nước thải

Nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt phát sinh tại nhà máy bao gồm nước thải từ sinh hoạt cá nhân (từ nhà vệ sinh và nước rửa chân tay của công nhân sau mỗi ngày làm việc) và nước thải từ nhà ăn

Số cán bộ nhân viên của nhà máy là 330 người gồm 40 nhân viên văn phòng và

290 công nhân Tồng số ngày làm việc trong năm là 320 ngày, mỗi ngày làm việc 2 ca, mỗi ca 8 giờ Nước thải sinh hoạt khoảng 31 m3/ngày

Thành phần chất ô nhiễm trong nước thải bao gồm: các chất hữu cơ, cặn bã, chất

lơ lửng, chất dinh dưỡng (N, P) và các vi sinh vật gây bệnh

Đối với nước thải sản xuất: Nước từ nhà máy chế biến bao gồm:

- Nước hấp thụ mùi từ hệ thống xử lý mùi: 10 m3/ngày

- Nước rửa nhà xưởng, Nước cốt ép từ cá, Nước rả đông nguyên liệu, Nước

rửa dụng cụ thiết bị: 420 m3

- Nước thải từ hệ thống xử lý khí thải: 2 m3/ngày

Thành phần nước thải:

- Nước rỉ từ nguyên liệu cá thường chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy, cặn

lơ lửng, Nito tổng, Photpho tổng, vi khuẩn…

- Nước hấp thụ mùi chứ các hợp chất hữu cơ, cặn lơ lửng, vi khuẩn…

- Nước vệ sinh máy móc, thiết bị nhà xưởng có chứa nhiều cặn lơ lửng, chất

hữu cơ, vi khuẩn…

- Nước định kì xả lò hơi chứa nhiều căn lơ lửng dạng vô cơ

CHƯƠNG 2 TỒNG QUAN VỀ BỘT CÁ, MỠ CÁ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 2.1 TỔNG QUAN VỀ BỘT CÁ, MỠ CÁ VÀ NƯỚC THẢI TỪ NGÀNH CHẾ BIẾN BỘT CÁ, MỠ CÁ

Việt Nam nằm bên bờ Tây của Biển Đông, là một biển lớn của Thái Bình Dương,

có diện tích khoảng 3.448.000 km2, có bờ biển dài 3260 km Vùng nội thuỷ và lãnh hải rộng 226.000km2, vùng biển đặc quyền kinh tế rộng hơn 1 triệu km2 với hơn 4.000 hòn đảo, tạo nên 12 vịnh, đầm phá với tổng diện tích 1.160 km2 được che chắn tốt dễ trú đậu tàu thuyền Biển Việt Nam có tính đa dạng sinh học (ĐDSH) khá cao, cũng là nơi phát sinh và phát tán của nhiều nhóm sinh vật biển vùng nhiệt đới Ấn Độ - Thái Bình Dương với chừng 11.000 loài sinh vật đã được phát hiện

Nước ta với hệ thống sông ngòi dày đặc và có đường biển dài rất thuận lợi phát triển hoạt động khai thác và nuôitrồng thủy sản Sản lượng thủy sản Việt Nam đã duy trì tăng trưởng liên tục trong 17 năm qua với mức tăng bình quân là 9,07%/năm Với chủ trương thúc đẩy phát triển của chính phủ, hoạt động nuôi trồng thủy sản đã có những bước phát triển mạnh, sản lượng liên tục tăng cao trong các năm qua, bình quân đạt 12,77%/năm, đóng góp đáng kể vào tăng trưởng tổng sản lượng thủy sản của cả nước

Nước ta với hệ thống sông ngòi dày đặc và có đường biển dài hơn 3.260 km, nên rất thuận lợi phát triển hoạt động nuôi trồng thủy sản Đối với cá tra – basa: là loài cá nước ngọt sống khắp lưu vực sông Mekong, ở những nơi mà nước sông không bị nhiểm mặn từ biển Với đặc tính này nên những tỉnh nằm dọc sông Tiền và sông Hậu thường rất thuận lợi cho việc nuôi cá tra, basa Hiện các tỉnh có sản lượng cá tra, basa lớn nhất là Đồng Tháp, An Giang, Cần Thơ, Vĩnh Long, Bến Tre Sản lượng cá tra nguyên liệu năm 2014 đạt 1.190 nghìn tấn, trong đó có 5 tỉnh vừa nêu cũng là những tỉnh có sản lượng cá tra lớn nhất (đều trên 100.000 tấn/năm), cung cấp trên 87% sản lượng cá tra chế biến của cả nước

Ngành thủy sản đang ngày càng phát triển kéo theo sự phát triển không hề nhỏ của ngành chế biến bột cá, mỡ cá từ các phụ phẫm từ cá Ở Việt Nam khu vực có nguồn nguyên liệu cá cơm dồi dào là Bình Thuận nhưng bột cá cơm của Việt Nam sản xuất cũng chỉ đạt khoảng 45% đạm Trong nước, hiện nay với nhiều nhà máy sản xuất bột cá đang phát triển và có xu hướng ngày càng tăng với các loại bột cá như: Quảng Bình, Kiên Giang, Cà Mau, Tô Châu, Vũng Tàu, Kisimex, Phan Thiết…

(Nguồn http://vasep.com.vn/1192/OneContent/tong-quan-nganh.htm)

Nhằm tận dụng các phụ phẫm chế biến cá da trơn hiện nay nhiều cơ sở chế biến bột cá đã tìm đến nguồn nguyên liệu này nhưng chủ yếu với quy mô nhỏ, thủ công là chính và không tập trung Bên cạnh đó vẫn còn các cơ sở lớn với dây chuyền khép kín đã đáp ứng về chất lượng bột cá và năng suất

Bột cá được sản xuất từ các nguyên liệu thủy sản khác nhau, chẳng hạn với các phế liệu, cá kém giá trị ta được bột cá chăn nuôi, với cá có giá trị ta được bột cá thực phẩm Từ bột cá có thể chế biến thành các sả phẩm cao cấp khác hoặc dùng bột cá để làm giàu thêm lượng đạm, axit amin cần thiết cho các sản phẩm thực phẩm dùng trực tiếp cho người tiêu dùng

Bột cá chăn nuôi

Cùng với sự phát triển của công nghệ chế biến thực phẩm thủy sản, công nghệ sản xuất bột cá chăn nuôi ngày càng phát triển Bởi lẽ từ công nghệ chế biến thủy sản tạo ra nguồn phế liệu khá dồi dào, sản lượng cá tạm ngày càng tăng cao, chiếm 2/3 tổng sản lượng chung Các nước phát triển công nghiệp đòi hỏi tiêu thụ một lượng lớn về bột cá chăn nuôi

Việc sản xuất bột cá chăn nuôi có ý nghĩa kinh tế rất lớn, bởi vì công nghệ này đã tận dụng được nguồn phế liệu và thủy sản kém giá trị tạo nên sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, cung cấp lượng đạm dễ tieu hóa cho động vật nhằm phát triển chăn nuôi cung cấp trứng, sữa, thịt cho con người

Bột cá là sản phẩm giàu đạm, chứa từ 47 – 85% là đạm tổng số, trong đó đạm tiêu hóa và hấp thụ là 80 – 95% tùy thuộc vào phương pháp chế biến và nguyên liệu ban đầu Khi đó đạm tiêu hóa của bột thực vật chỉ đạt từ 30 – 40% đạm tổng số

Protein của bột cá là protein hoàn hảo vì chúng chưa đủ các axit amin không thay thế và có tỉ lệ cân đối với các axit amin Ngoài thành phần Protein, bột cá còn chứa nhiều các vitamin như: B1, B2, B3, B12, PP, A, D và các nguyên tố khoáng đa lượng:

P, Ca, Mg, Na, K,…, vi lượng: Fe, Cu, Co, I2…

Bột cá thực phẩm là sản phẩm giàu đạm, chứa nhiều đạm dễ tiêu hóa, các

vitamin, các nguyên tố khoáng đa lượng, vi lượng và các chất hoạt động sinh học khác Bột cá thực phẩm rất cần thiết cho con người, được tiêu hóa nhanh trong cơ thể sống Bột cá thực phẩm được phát triển rất mạnh ở các nước, hầu hết các nước tiên tiến đều có nhiều công ty sản xuất bột cá thực phẩm dùng cho nội địa và xuất khẩu Bột cá thực phẩm được dùng để bổ sung vào các sản phẩm như: xucxic, dăm bông, pate, chả giò, kamboko, bột canh, bột cháo, mì sợi và thực phẩm cho trẻ em, người ăn kiêng, người già yếu

Ở Mỹ bột cá thực phẩm được sản xuất bằng phương pháp chiết, sản phẩm chứa

70 – 80% protein, chất béo không quá 1%, hoàn toàn không có mùi tanh, tỉ lệ tiêu hóa không dưới 90% Hàm lượng các axit amin (% so với toàn bộ protein) là: Lyzin 9.5, Tryptophan 0.9, Arginin 3, Cystein 1; hàm lượng nước ≤ 8%; chất béo ≤ 0.4%; canxi 18%; kích thước hạt phải đi qua mắt sang có đường kính 1.47 μm Màu sắc từ nâu nhạt đến trắng

Nhật Bản thường dùng phương pháp chiết để sản xuất bột cá thực phẩm, ngoài ra Nhật Bản còn dùng phương pháp thủy ngân để sản xuất và thu được sản phẩm bột cá giống sữa

Trung Quốc đã nghiên cứu sản xuất bột cá thủy phân để cung cấp cho những người bị mắc bệnh đường ruột, dinh dưỡng kém

Dầu cá: được tách chiết từ các nguyên liệu thủy sản chứa nhiều dầu, thường quá

trình tách chiết dầu cá gắn liền với công nghệ sản xuất bột cá Bởi lẽ cần phải tách triệt

để dầu cá ra khỏi nguyên liệu trước khi sản xuất bột cá để chất lượng bột cá tốt hơn Dầu cá có nhiều công dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau và nhất là trong thực phẩm, y dược

Dầu cá là sản phẩm chế biến từ mỡ cá luôn ở dạng lỏng Dầu cá chứa nhiều axit béo không no, có nhiệt độ nóng chảy và đông đặc thấp

Đã từ lâu người ta đã phát hiện dầu cá có nhiều công dụng trong các lĩnh vực y học, thực phẩm và các ngành công nghiệp khác

Trong y học: dầu gan cá được dùng chữa bệnh quáng gà, còi sương, khô mắt, chậm lớn, rụng tóc, gần đây đầu cá còn được nghiên cứu sử dụng để chữa các bệnh tim mạch, ung thư, viêm, tấy… Dầu cá cung cấp cho cơ thể vitamin A, D và các chất quan trọng khác như leuchithin, axit béo không thay thế…

Dầu cá khi đốt cháy sẽ tỏa nhiệt cao, do vật có thể làm dầu rán thực phẩm

Mùi tanh của dầu cá là do các chất gây tanh của cá (TMA) hoặc phần lớn do các axit không no bậc cao có mùi tanh hôi gây nên Trong dầu cá còn chứa lượng tinh dầu essentian có mùi tanh hôi khó chịu

(Nguồn http://tailieu.vn/doc/bot-ca-va-dau-ca-chuong-1-806155.html)

Hình 2.1 Mỡ cá và bột cá

2.2 THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI BỘT CÁ, MỠ CÁ

Nước thải sản xuất bột cá có nồng độ ô nhiễm khá cao, phát sinh chủ yếu từ quá trình rửa nguyên liệu, vệ sinh nhà xưởng, máy móc thiết bị… Các chất hữu cơ trong nước thải dễ bị phân hủy sinh học, khi xả vào nguồn nước sẽ làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước, gây ảnh hưởng tới sự phát triển của tôm, cá, giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước, dẫn đến giảm chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp Lượng SS cũng khá lớn do nhiều mảnh vụn của nguyên liệu còn bám lại trên máy nghiền

Tuy nhiên lượng SS này rất dễ lắng Chúng cũng là tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên thủy sinh đồng thời gây tác hại về mặt cảm quan, gây bồi lắng lòng sông, … Các vi sinh vật đặc biệt vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sán trong nguồn nước là nhân tố lây bệnh dịch cho người như bệnh lỵ, thương hàn, tiêu chảy cấp tính…Nồng độ ô nhiễm đặc trưng của nước thải bột cá thể hiện cụ thể ở bảng sau

Bảng 2.1 Chất lượng nước thải bột cá

40:2011/BTNMT cột B

 Các chất vô cơ không tan ở dạng huyền phù (phù sa, gỉ sét, bùn, hạt sét)

 Các chất hữu cơ không tan

 Các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh…)

Sự có mặt của các chất rắn lơ lửng cản trở hay tiêu tốn thêm nhiều hóa chất trong quá trình xử lý

b) Mùi

Hợp chất gây mùi đặc trưng nhất là H2S mùi trứng thối Các hợp chất khác, chẳng hạn như indol, skatol, cadaverin và cercaptan được tạo thành dưới điều kiện yếm khí có thể gây ra những mùi khó chịu hơn cảH2S

c) Độ màu

Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc nhuộm hoặc

do các sản phẩm được tạo ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ Đơn vị đo độ màu thông dụng là mgPt/L (thang đo Pt -Co)

Độ màu là một thông số thường mang tính chất cảm quan, có thể được sử dụng

để đánh giá trạng thái chung của nước thải

2.3.2 Thông số hóa học

a) Độ pH của nước

pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thường được dùng

để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước

Độ pH của nước có liên quan dạng tồn tại của kim loại và khí hoà tan trong nước

pH có ảnh hưởng đến hiệu quả tất cả quá trình xử lý nước Độ pH có ảnh hưởng đến các quá trình trao chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nước Do vậy rất có ý nghĩa về khía cạnh sinh thái môi trường

b) Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand – COD)

Theo định nghĩa, nhu cầu oxy hóa học là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ trong nước bằng phương pháp hóa học (sử dụng tác nhân oxy hóa mạnh) Về bản chất, đây là thông số được sử dụng để xác định tổng hàm lượng các chất hữu cơ có trong nước, bao gồm cả nguồn gốc sinh vật và phi sinh vật

Trong môi trường nước tự nhiên, ở điều kiện thuận lợi nhất cũng cần đến 20 ngày

để quá trình oxy hóa chất hữu cơ được hoàn tất Tuy nhiên, nếu tiến hành oxy hóa chất hữu cơ bằng chất oxy hóa mạnh (mạnh hơn hẳn oxy) đồng thời lại thực hiện phản ứng oxy hóa ở nhiệt độ cao thì quá trình oxy hóa có thể hoàn tất trong thời gian rút ngắn hơn nhiều Đây là ưu điểm nổi bật của thông số này nhằm có được số liệu tương đôi về mức độ ô nhiễm hữu cơ trong thời gian rất ngắn

COD là một thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ nói chung và cùng với thông số BOD, giúp đánh giá phần ô nhiễm không phân hủy sinh học của nước từ đó có thể lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp

c) Nhu cầu oxy sinh học (Biochemical Oxygen Demand – BOD)

Về định nghĩa, thông số BOD của nước là lượng oxy cần thiết để vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện chuẩn: 20°c, ủ mẫu 5 ngày đêm, trong bóng tối, giàu oxy và vi khuẩn hiếu khí Nói cách khác, BOD biểu thị lượng giảm oxy hòa tan sau 5 ngày Thông số BOD5 sẽ càng lớn nếu mẫu nước càng chứa nhiều chất hữu cơ có thể dùng làm thức ăn cho vi khuẩn, hay là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (Carbonhydrat, protein, lipid )

BOD là một thông số quan trọng:

 Là chỉ tiêu duy nhất để xác định lượng chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học trong nước và nước thải

 Là tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng các dòng thải chảy vào các thuỷ vực thiên nhiên

 Là thông số bắt buộc để tính toán mức độ tự làm sạch của nguồn nước phục vụ công tác quản lý môi trường

d) Oxy hòa tan (Dissolved Oxygen – DO)

Tất cả các sinh vật sống đều phụ thuộc vào oxy dưới dạng này hay dạng khác để duy trì các tiến trình trao đổi chất nhằm sinh ra năng lượng phục vụ cho quá trình phát triển và sinh sản của mình Oxy là chất oxy hóa quan trọng giúp các sinh vật nước tồn tại và phát triển, là yếu tố quan trọng đối với con người cũng như các thủy sinh vật khác

Oxy là chất khí hoạt động hóa học mạnh, tham gia mạnh mẽ vào các quá trình hóa sinh học trong nước:

 Oxy hóa các chất khử vô cơ: Fe2+, Mn2+, S2-, NH3…

 Oxy hóa các chất hữu cơ trong nước, và kết quả của quá trình này là nước nhiễm bẩn trở nên sạch hơn Quá trình này được gọi là quá trình tự làm sạch của nước tự nhiên, được thực hiện nhờ vai trò quan trọng của một số vi sinh vật hiếu khí trong nước

Khả năng hòa tan của Oxy vào nước tương đôi thấp, do vậy khả năng tự làm sạch của các nguồn nước tự nhiên là rất có giới hạn Cũng vì lý do trên, hàm lượng oxy hòa tan là thông số đặc trưng cho mức độ nhiễm bẩn chất hữu cơ của nước mặt

e) Nitơ và các hợp chất chứa Nitơ

Nitơ là nguyên tố quan trọng trong sự hình thành sự sồng trên bề mặt Trái Đất Nitơ là thành phần cấu thành nên protein có trong tế bào chất cũng như các acid amin trong nhân tế bào Xác sinh vật và các bã thải trong quá trình sống của chúng là những tàn tích hữu cơ chứa các protein liên tục được thải vào môi trường với lượng rất lớn Các protein này dần dần bị vi sinh vật dị dưỡng phân hủy, khoáng hóa trở thành các hợp chất Nitơ vô cơ như NH4+, NO2–, NO3– và có thể cuối cùng trả lại N2 cho không khí

Như vậy, trong môi trường đất và nước, luôn tồn tại các thành phần chứa Nito: từ các protein có cấu trúc phức tạp đến các acid amin đơn giản, cũng như các ion Nitơ vô

cơ là sản phẩm quá trình khoáng hóa các chất kể trên:

 Các hợp chất hữu cơ thô đang phân hủy thường tồn tại ở dạng lơ lửng trong nước, có thể hiện diện với nồng độ đáng kể trong các loại nước thải và nước tự nhiên giàu protein

 Các hợp chất chứa Nito ở dạng hòa tan bao gồm cả Nito hữu cơ và Nito vô cơ (NH4+,NO3–,NO2–)

 Thuật ngữ “Nitơ tổng” là tổng Nito tồn tại ở tất cả các dạng trên Nitơ là một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật

f) Phospho và các hợp chất chứa phospho

Trong các loại nước thải, Phospho hiện diện chủ yếu dưới các dạng phosphate Các hợp chất Phosphat được chia thành Phosphat vô cơ và Phosphat hữu cơ

Phospho là một chất dinh dưỡng đa lượng cần thiết đối với sự phát triển của sinh vật Việc xác định Photpho tổng là một thống số đóng vai trò quan trọng để đảm bảo

quá trình phát triển bình thường của các vi sinh vật trong các hệ thống xử lý chất thải bằng phương pháp sinh học (tỉ lệ BOD:N:P = 100:5:1)

Phospho và các hợp chất chứa Phospho có liên quan chặt chẽ đến hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước, do sự có mặt quá nhiều các chất này kích thích sự phát triển mạnh của tảo và vi khuẩn lam

g) Chất hoạt động bề mặt

Các chất hoạt động bề mặt là những chất hữu cơ gồm 2 phần: kị nước và ưa nước tạo nên sự phân tán của các chất đó trong dầu và trong nước Nguồn tạo ra các chất hoạt động bề mặt là do việc sử dụng các chất tẩy rửa trong vệ sinh hằng ngày

2.3.3 Thông số vi sinh vật học

a) Vi khuẩn:

Các loại vi khuẩn gây bệnh có trong nước thường gây các bệnh về đường ruột, như dịch tả (cholera) do vi khuẩn Vibrio comma, bệnh thương hàn (typhoid) do vi khuẩn Salmonella typhosa…

b) Vi rút:

Vi rút có trong nước thải có thể gây các bệnh có liên quan đến sự rối loạn hệ thần kinh trung ương, viêm tủy xám, viêm gan… Thông thường sự khử trùng bằng các quá trình khác nhau trong các giai đoạn xử lý có thể diệt được vi

trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết Mặt khác, việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệng của nước qua việc xác địng số lượng số lượng E.coli đơn giản và nhanh chóng Do đó vi khuẩn này được chọn làm vi khuẩn đặc trưng trong việc xác định mức độ nhiễm bẩn vi trùng gây bệnh của nguồn nước

(Nguồn: phuong-phap-xu-ly/)

https://moitruongviet.edu.vn/tong-quan-ve-nuoc-thai-sinh-hoat-va-cac-2.4 TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN BỘT CÁ, MỠ CÁ ĐẾN MÔI TRƯỜNG

Nước thải chế biến bột cá, mỡ cá 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 bột cá, mỡ cá 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 bột

cá, mỡ cá 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 bột cá, mỡ cá chủ yếu là dễ bị phân hủy Trong nước thải chứa các chất như cacbonhydrat, protein, chất béo khi xả vào nguồn nước sẽ làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng ôxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ Nồng độ oxy hòa tan dưới 50% bão hòa có khả năng gây ảnh hưởng tới sự phát triển của tôm, cá Oxy hòa tan giảm không chỉ gây suy 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

Chất rắn lơ lửng

Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc có màu, nó 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 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 lòng sông, cản trở sự lưu thông nước và tàu bè…

Chất dinh dưỡng (N, P)

Nồng độ các chất nitơ, photpho cao gây ra hiện tượng phát triển bùng nổ các loài tảo, đến mức độ giới hạn tảo sẽ bị chết và phân hủy gây nên hiện tượng thiếu oxy Nếu nồng độ oxy giảm tới 0 gây ra hiện tượng thủy vực chết ảnh hưởng tới chất lượng

nước của thủy vực Ngoài ra, các loài tảo nổi trên mặt nước tạo thành lớp màng khiến cho bên dưới không có ánh sáng Quá trình quang hợp của các thực vật tầng dưới bị ngưng trệ Tất cả các hiện tượng trên gây tác động xấu tới chất lượng nước, ảnh hưởng tới 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, từ 1,2 3 mg/l Tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi trồng thủy sản của nhiều quốc gia yêu cầu 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 là nguồn ô nhiễm đặc biệt Con người trực tiếp sử dụng nguồn nước nhiễm bẩn hay qua các 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

2.5 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

(Nguồn: phuong-phap-xu-ly/)

https://moitruongviet.edu.vn/tong-quan-ve-nuoc-thai-sinh-hoat-va-cac-2.5.1 Phương pháp cơ học

Phương pháp xử lý cơ học sử dụng nhằm mục đích tách các chất không hòa 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 được chuyển tới bể phân hủy 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 hình chữ nhật, hình tròn hoặc bầu dục… Song chắn rác được chia làm 2 loại thủ công hoặc cơ khí, có thể thu gom rác bằng thủ công hoặc cơ khí Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60 – 900theo hướng dòng chảy

Hình 2.2 Song chắn rác cơ khí và thủ công

(Nguồn: he-thong-xu-ly-nuoc-thai-326.html)

http://camix.com.vn/cong-nghe/detail/song-chan-rac-luoi-loc-rac-trong-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 được đưa đi phơi khô ở sân phơi và cát khô thường được sử dụng lại cho những mục đích xây dựng

Điều kiện áp dụng: nước thải sinh hoạt (tro, clinker, vỏ trứng, mảnh xương), rữa đường phố, cát từ các nguồn khác Chỉ loại bỏ cặn nặng/cát không phải cặn hữu cơ Các yếu tố ảnh hưởng:

 Vẫn còn chất hữu cơ nên dễ phân hủy

 Có thể gây mùi hôi

 Hấp dẫn ruồi làm mất mỹ quan

 Ảnh hưởng bởi thời tiết, lượng lớn trong đầu mùa mưa

c) 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 hoặc tiếp tục theo dòng nước đến công trình xử lý tiếp theo 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

i) 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/ngày.đêm 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

Ứng dụng: được áp dụng khi công suất nhỏ hơn 20.000 m3/ngày.đêm

Ưu điểm: tiết kiệm được không gian diện tích

Nhược điểm: hiệu quả xử lý bể lắng đứng thấp hơn 10 – 20% bể lắng ngang

Hình 2.3 Bể lắng đứng

(Nguồn: thai-bang-phuong.html)

Ứng dụng: khi lưu lượng nước thải lớn hơn 15.000 m3/ngày.đêm Thường sử dụng bể lắng ngang trong xử lý nước cấp Thời gian lắng 1 – 3h Hiệu quả lắng 60%

Ưu điểm: Gọn, có thể làm hố thu cặn ở đầu bể hoặc dọc theo chiều dài của bể Hiệu quả xử lý cao

Nhược điểm: giá thành cao, có nhiều hố thu cặn tạo nên những vùng xoáy làm giảm khả năng lắng của các hạt cặn, chiếm nhiều diện tích xây dựng

Hình 2.4 Bể lắng ngang

(Nguồn: lang.html)

http://www.tailieumoitruong.org/2015/10/be-lang-va-cac-dang-be-iii) Bể lắng ly tâm

Bể lắng ly tâm có dạng hình tròn trên mặt bằng Bể lắng ly tâm được dùng cho các trạm xử lý có công suất lớn hơn 20.000 m3/ngày.đêm 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 được 11 thiết kế 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 Ứng dụng: có thể làm bể lắng đợt 1 hoặc bể lắng đợt 2 với công suất từ 20.000

Hình 2.5 Bể lắng ly tâm

(Nguồn: lang.html)

http://www.tailieumoitruong.org/2015/10/be-lang-va-cac-dang-be-d) Bể vớt dầu mỡ

Bể vớt dầu mỡ thường được áp dụng khi xử lý nước thải có chứa dầu mỡ (nước thải công ngiệp), nhằm tách các tạp chất nhẹ Đối với thải sinh hoạt khi hàm lượng dầu mỡ không cao thì việc vớt dầu mỡ thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết bị gạt chất nổi

e) Bể lọc

Bể lọc nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách cho nước thải đi qua lớp lọc đặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc Bể này được sử dụng chủ yếu cho một số loại nước thải công nghiệp Quá trình phân riêng được thực hiện nhờ vách ngăn xốp, nó cho nước đi qua và giữ pha phân tán lại Quá trình diễn ra dưới tác dụng của áp suất cột nước

Mục tiêu: trong xử lý nước cấp là loại bỏ bông cặn mịn không lắng được ở bể lắng, trong xử lý nước thải thường được sử dụng cho xử lý bậc cao đòi hỏi SS và COD thấp

Các yếu tố ảnh hưởng quá trình lọc:

 Nồng độ chất rắn đầu vào quá cao

 Keo tụ không đúng cách, hệ thống keo tụ gặp sự cố

 Xáo trộn sỏi trong quá trình rửa ngược, lớp vật liệu bị xáo trộn sau khi rửa ngược

 Tắc nghẽn bề mặt vật liệu lọc hoặc tác nghẽn lọc

f) Bể khử trùng

Khử trùng là khâu cuối trong dây chuyền công nghệ để loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh trước khi xả ra nguồn yêu cầu chất lượng cao hoặc khi cần thiết sử dụng lại nước thải Các phương pháp thường được sử dụng là: chlorine, chlorine dioxide, bromide chlorine, ozone, tia cực tím, nhiệt, ánh sáng…

 Hiệu quả của phương pháp xử lý cơ học

Có thể loại bỏ được đến 60% tạp chất không hoà tan có trong nước thải và giảm BOD đến 30% Để tăng hiệu suất công tác của các công trình xử lý cơ học có thể dùng biện pháp làm thoáng sơ bộ, thoáng gió đông 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

2.5.2 Phương pháp xử 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, đông tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược và siêu lọc …

a) Phương pháp keo tụ và đông 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 hòa 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 hổ 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 hòa 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)

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

 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 + 3H+

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(SO3).2H2O, Fe(SO4)3.3H2O, FeSO4.7H2O và FeCl3 Hiệu quả lắng cao khi sử dụng dạng khô hay dung dịch 10 -15%

b) 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

Ưu điểm:

 Hiệu quả loại bỏ hàm lượng chất lơ lửng cao 90 – 95%

 Giảm được thời gian và dung tích bể so với các công trình khác

 Loại bỏ được các hạt cặn hữu cơ khó lắng

 Kết hợp với quá trình tuyển nổi sử dụng hóa chất đem lại hiệu quả cao

 Cặn bùn thu được có độ ẩm thấp, có thể tái sử dụng

Nhược điểm:

 Chi phí đầu tư cao, bảo dưỡng thiết bị cao

 Đòi hỏi kỹ thuật vận hành

 Cấu tạo phức tạp, quá trình kiểm soát áp suất khó khan

Đối tượng áp dụng:

 Nước thải nhà hang khách sạn

 Nước thải bột giấy, in ấn nhuộm, da, lên men

 Xử lý nước thải giết mổ, nuôi trồng thủy hải sản

 Xử lý nước thải xỉ mạ, thu hồi kim loại nặng

 Xử lý nước thải có nồng độ cao như nước thải hóa chất, dược phẩm…

Hình 2.6 Bể tuyển nổi khí hòa tan - DAF

c) 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 lượng 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 chi phí riêng cho lượng chất hấp phụ không lớn thì việc 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 hóa 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

Nguyên tắc: hiện tượng chuyển hóa khối lượng – chất bẩn lỏng/rắn được giữ lại trên bề mặt chất rắn Một số chất nào đó có khả năng cố định trên bề mặt của chất rắn Ứng dụng trong xử lý nước và nước thải:

 Xử lý bổ sung  nước uống tinh khiế

 Chất ô nhiễm vi lượng: nguồn nước mặt như mùi và vị, ô nhiễm tai nạn như sự cố tràn chất hữu cơ độc…

 Xử lý bậc ba/bậc cao sinh học/công nghiệp: chất hữu cơ khó oxy hóa sinh học, khử COD còn lại sau quá trình sinh học

Các yếu tố ảnh hưởng:

 Khuấy trộn: tốc độ khuấy kiểm soát tốc độ hấp phụ lên bề mặt và vào khe rỗng Khuấy ít khiến khuếch tán màng chiếm ưu thế (hệ thống liên tục), khuấy trộn tốt khuếch tán khe rỗng ưu thế (hệ thống mẽ)

 Tính chất chất hấp phụ: tính hấp phụ tăng khi kích thước hạt giảm, tổng dung lượng hấp phụ của chất hấp phụ phụ thuộc vào diện tích bề mặt

 Tính hào tan của chất bị hấp phụ: các phân tử có tính ái lực cao đối với nước khó hấp phụ hơn so với các thành phần không hòa tan

- pH: ảnh hưởng nhiều, pH tối ưu dối với quá trình hấp phụ phải được xác định bằng thực nghiệm

- Nhiệt độ: tốc độ hấp phụ tăng khi nhiệt độ tăng

- Kích thước phân tử chất bị hấp phụ: phân tử càng nhỏ tính di động càng lớn dễ khuếch tán vào khe rỗng

d) 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, M…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 … 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 … 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

Các yếu tố ảnh hưởng: nhiệt độ, vận tốc lọc, áp lực, TDS, Cl-, silica, Fe, Mn, chất hữu cơ, khí hòa tan: CO2, NH3…

e) Phương pháp oxy hóa

Chuyển hóa các hợp chất hữu cơ không thể xử lý bằng sinh học trực tiếp hoặc có tính độc hại và ngăn cản quá trình phát triển của vi sinh vật và các chất gây màu, mùi trước khi cho nước thải vào xử lý bằng vi sinh

Ozone: là chất oxy hóa mạnh thường dùng làm chất khử trùng và xử lý nước thải Ứng dụng khử: mùi vị (H2S), tảo (MIB, geosmin), Fe2+, Mn2+, màu, các hóa chất hữu

cơ tổng hợp , chuyển hóa cacbon hữu cơ hòa tan thành chất dễ phân hủy sinh học, keo tụ

Ưu điểm: tác dụng nhanh, hiệu quả khử trùng cao, oxy hóa cả màu, mùi, độ đục

và ít tạo ra các hợp chất trung gian

Nhược điểm: chi phí đầu tư và năng lượng cao, khả năng khuếch tán vào trong nước khó, không tạo được dư lượng ổn định trong mạng lưới

Hydroperoxyt (H2O2): được sử dụng rộng rãi như là chất oxy hóa để oxy hóa các chất hữu cơ độc hại và khó phân hủy hoàn toàn trong nước thải

pH<7: H2O2 +H2S  2H2O + S thời gian phản ứng từ 15 đến 45 phút

pH trung tính: 4H2O2+S2- SO4 + 4H2O trong thời gian 15 phút

Hydroperoyt có thể oxy hóa formandehit ở pH = 9,5 theo phản ứng:

2CH2O + H2O2 + 2OH- 2HCOO- + 2H2O

Ở pH = 10 – 12 hydroperoxyt có thể phân hủy cyanua:

CN- + H2O2 OCN- + H2O; OCN- + 2H2O NH4+ + CO3

Hệ Fenton H2O2/Fe2+: là một hỗn hợp gồm các ion sắt hóa trị 2 và hydroperoxyt, chúng tác dụng với nhau sinh ra gốc tự do ٠OH, còn Fe2+ bị oxi hóa thành Fe3+

Fe2+ + H2O2 Fe3+ + ٠OH + OH

-Gốc ٠OH sau khi hình thành sẽ tham gia vào phản ứng oxy hóa các hợp chất hữu

cơ có trong nước cần xử lý: chuyển chất hữu cơ dạng cao phân tử thành các chất hữu

cơ có khối lượng phân tử thấp

CHC(cao phân tử) + ٠OH  CHC(thấp phân tử) + CO2 + H2O + OH

-Trung hòa và keo tụ: sau khi xảy ra quá trình oxy hóa cần nâng pH dung dịch lêm >7 để thực hiện kết tủa Fe3+ mới hình thành

Fe3+ + 3OH- Fe (OH)3

2.5.3 Phương pháp sinh học

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

để phân hủy các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải Các vi sinh vật sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số khống 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 hủy các chất hữu

cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa 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 kí 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 có hàm lượng chất hữu cơ cao

Quá trình xữ lý sinh học gồm các bước

 Chuyển hóa 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

 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…)

a) Hồ sinh vật

Hồ sinh vật là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, còn gọi là hồ oxy hóa, hồ ổn định nước thải… xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học Trong hồ sinh vật diễn ra quá trình oxy hóa sinh học các chất hữu cơ nhờ các loài vi khuẩn, tảo và các loại thủy sinh vật khác, tương tự như quá trình làm sạch nguồn nước mặt Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy từ không khí để oxy hóa các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2, photphat và nitrat amon sinh

ra từ sự phân hủy, oxy hóa 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 hôn 60C Theo bản chất quá trình sinh hóa, người ta chia hồ sinh vật ra các loại hồ hiếu khí, hồ sinh vật tuỳ tiện (Faculative) và hồ sinh vật yếm khí

a.1) Hồ sinh vật hiếu khí

Quá trình xử lí nước thải xảy ra trong điều kiện đầy đủ oxy, oxy được cung cấp qua mặt thống và nhờ quang hợp của tảo hoặc hồ được làm thống cưỡng bức nhờ các hệ thống thiết bị cấp khí Độ sâu của hồ sinh vật hiếu khí không lớn từ 0,5-1,5m

a.2) Hồ sinh vật tùy 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 hóa 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 hổ đóng vai trò cơ bản đối với sự chuyển hóa các chất

- Làm giảm số lượng vi sinh vật có khả năng gây bệnh

a.3) Hồ sinh vật yếm khí

Có độ sâu trên 3m, với sự tham gia của hàng trăm chủng loại vi khuẩn kị khí bắt buộc và kị khí không bắt buộc Các vi sinh vật này tiến hành hàng chục phản ứng hố sinh học để phân hủy và biến đổi các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những chất đôn 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

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

a) 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 hóa chất thải trong bể lọc sinh học diển ra giống như trên cánh đồng lọc nhưng với cường độ lớn hôn nhiều Màng vi sinh vật đã sữ 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 hố sinh hóa 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…

a.1) Bể lọc sinh học nhỏ giọt

Bể có dạng hình vuông, hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng, bể lọc sinh học nhỏ giọt làm việc theo nguyên tắc sau:

Nước thải sau bể lắng đợt 1 được đưa về thiết bị phân phối, theo chu kỳ tưới đều nước trên toàn bộ bề mặt bể lọc Nước thải sau khi lọc chảy vào hệ thống thu nước và được dẫn ra khỏi bể Oxy cấp cho bể chủ yếu qua hệ thống lổ xung quanh thành bể 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/m2 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

a.2) 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 m3nước thải /1m2 bề mặt bể /ngđ Nếu trường hợp BOD của nước thải quá lớn người ta tiến hành pha lỏng chúng bằng nước thải đã làm sạch Bể được thiết kế cho các trạm

xữ lý dưới 5000 m3/ngđ

b) Bể hiếu khí 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 hố 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 thực ăn để chuyển hóa 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 sữ 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 xữ lý bùn cặn khác để xử lý Bể Aerotank hoạt động phải có hệ thống cung cấp khí đầy đủ và liên tục

Các yếu tố ảnh hưởng:

- Nhiệt độ: duy trì khoảng 20 – 30oC, tốc độ phản ứng oxy hóa sinh hóa tăng khi nhiệt độ tăng