Xử lý nước thải công nghiệp liên hợp chế biến thịt

Nguồn N ~ amin cao, nhưng các nguồn dinh dưỡng khác đặc biệt là nguồn phosphat lại thấp, vì vậy trong quá trình xử lí nước thải bằng biện pháp sinh học cần phải bổ sung thêm nguồn dinh N

“ey

Chitong Xi

XỬ LÍ NƯỚC THÁI CÔNG NGHIỆP LIEN HOP CHE BIEN THIT

Trong liên hợp chế biến thịt gồm các xí nghiệp: trại chăn nuôi, lò mổ, xí nghiệp chế

biến và đóng hộp, xí nghiệp thuộc da, nhưng ở nhiều nước mỗi xí nghiệp đứng riêng rẽ độc

lập không phụ thuộc nhau, thậm chí còn đóng ở những nơi rất xa nhau

12.1 XÍ NGHIỆP GIẾT MỔ (LÒ MỔ)

12.1.1 Dac trung nước thải lò mổ

Sản phẩm của các xí nghiệp giết mồ động vật gồm có thịt, mỡ và các sản phẩm chế biến

từ cắc nguyên liệu thô, một số phụ phẩm xương (thiếm 30 — 40%), nội tạng, da, lông của các loại gia súc (trâu, bò), gia cầm (gà, vịt, ngan, ngỗng )

Nước thải từ các xí nghiệp giết mổ rất giàu các chất hữu cơ (protein, Hpjt, các axit

amin, N — amon, peptit, các axit hữu cơ, mercaptan ) Ngoài ra còn có thể có vụn xương,

thịt vụn, mỡ vần, lông, móng BOD; tới 7000 mz/] và COD khoảng 9200 mg/1 Nguồn N ~ amin cao, nhưng các nguồn dinh dưỡng khác đặc biệt là nguồn phosphat lại thấp, vì vậy trong quá trình xử lí nước thải bằng biện pháp sinh học cần phải bổ sung thêm nguồn dinh

Nước thải từ các phân xưởng giết mồ, chế biến, nước rửa thiết bị, nước vệ sinh, nước làm sạch khí, nước ngưng ở lò hơi

Quy trình công nghệ xử lí nước thải lò mổ cũng giống như ở các xí.nghiệp thực phẩm khác: qua giai đoạn xử lí sơ bộ và xử lí sinh học Xử lí sinh học nên kết hợp cả ba biện -

pháp: ki khí, hiếu khí và thiếu khí để loại tất cả các chất bẩn hữu cơ cũng như nitrat

12.1.2 Thu hỏi protein tử nước thải lò mổ

Quá trình giết mổ qua 1000 đâu gia súc có thể đánh giá tổn thất protein lẫn vào trong - nước thải ở dạng cặn vấn, hạt vụn của thịt, da v.v Chúng được thu lại dưới đạng bùn” protein trong quá trình làm sạch sơ bộ, sau khi hớt váng và loại bỏ cát Xử lí hóa lí được thực hiện với sự kết tủa hữu cơ và vô cơ Như vậy, có thể làm giảm được BODs và SS cha

Nước vôi, nước làm sạch cục bộ và xe chuyên chở cần phải để tránh nước lò mổ

259

12.1.3 Xử lí nước thải -

e Xử lí sơ bộ

— Hớt váng (váng dây từ 8 ~ 12mm) thực hiện trên lưới thẳng hoặc cong

-_ = Ray lưới có khoảng cách giữa các dây 2 - 4mm được thực hiện trên sàn cố định Các

` đây thép nhỏ hay tấm tôn đục lỗ đặt cố định trên sàn chuyển động liên tục Một ray tốt loại

bd duge 50 — 80% SS va 10 — 30% BODs

._¬ Loại bỏ mỡ thường được thực hiện trong thiết bị loại mỡ kiểu bơm không khí Nó cho phép loại bô được 30 — 40% chất béo

e Xử lí hóa lí

Nước thải đã hớt váng và rây được làm kết bông để tách cực vón Thường dùng phương

pháp tuyển nổi bằng không khí hòa tan Kết bông được tạo nên ở điều kiện trung tính bằng

clorua sắt và một polime, hoặc trong môi trường axÌt và cho: thêm ignosulfonat néu ta muốn thu hồi protein đã kết bông

Việc thu hồi này được xem xét ở các lò mồ có trang bị một xưởng tạo bông và tach vén

Việc loại bỏ này nhờ xử lí hóa lí (tạo bông và tách vón cục) làm giảm BODs từ 70 —

80% và SS đến 00% '

e© Xử lí sinh học Tùy theo yêu cầu xử lí nước thải, có thể thực hiện:

~ Bằng kĩ thuật bùn hoạt tính ở aeroten có tải trung bình hoặc nhỏ

~ Bằng kĩ thuật màng sinh học bám trên các bao nhựa ở các lọc sinh học với dòng ngược hoặc xuôi, sau khi nước thải đã xử lí sơ bộ cần thận

— Trường hợp nước thải quá đặc cần phải xử lí kị khí trước khi xử lí hiếu khí (aeroten hoặc lọc sinh học)

— Trường hợp xử lí thường xuyên và kết hợp thuận lợi, nước thải lò mổ được pha loãng

'với nước thải đô thị rồi đưa vào xử lí hiếu khí

12.1.4 Giới thiệu quy trình xử lí nước thải lò mổ ở Oberding (CHLB Đức)

Hình 12.1 Giới thiệu quy trình công nghệ xử lí nước thải của nhà máy giết mổ động

vật ở Oberding gần Munkhen (CHLB Đức) Nhà máy này sản xuất tới 380 tấn sản phẩm mỗi tuần với công nghệ tách thịt mỡ theo phương pháp “khô” nên lượng nước thải thấp (nước thải và sản phẩm có tỉ lệ là 0,8 m ` #tấn)

Lưu lượng nước thải vào hệ thống xử lí là 1,9 — 2.1 mm/h

4

260

Bảng 12.1 NƯỚC THÁI QUA HỆ THỐNG XỬ LÍ ở XÍ NGHIỆP GIẾT MỒỔ ĐỘNG VAT

Chỉ tiêu Nước thải thô (nước vào) Nước thải xử lí (nước ra)

| Chất tần qua lọc (mg/1) - 160-580 ˆ ; <0

Phospho v6 co (mg/l) 1-5 : 0,1 ~ 1,0

a) Xử lí sơ bộ

lước thải được tập trung vào máy li tâm tách hai buồng có diện tích bề mặt là 4,8 m'

và dung tích 4mẺ Nhiệm vụ chủ yếu là tách mỡ khỏi nước Thời gian lưu là 55 phút: Trước khi chy nước thải sang bể xử lí sinh học, nước sau li tâm vào bể cân bằng có dung tích 95m Ị

b) Xir li sinh học

Xử lí nước thải bang bin hoat tinh cé cung cấp oxi Quá trình phản nitrat hóa thực hiện

trong lbể thiếu khí 38 mŠ Phân phối 70% nước thải vào bể hiếu khí và 30% vào bể thiếu Ế p khí Trong bể hiếu khí, phân hủy sinh học theo đập tràn hai ngăn có bổ sung không khí

(hình 12.1)

BỂ có đập tràn (bể sục khí - hiếu kh?) có các thông số thiết kế như sau:

Lụu lượng nước thải thô cao nhất 51 m /ngày hay 2,13 m°/h

và bổ sung thêm nguồn dinh dưỡng và muối khoáng cần thiết

261

Tai BOD; _ , 125 kg/ngày (0,9 kg/m’)

Chất rắn huyền phù 6,7 kg/m’

Tai BOD, cua bin 0,14 kg/kg ngay

Lugng O, cung cấp cho bể sục 30,7 kg/h

Nước thải quay vòng từ phần hiếu khí trở lại phần thiếu khí, nhiệm vụ của giai đoạn

hiếu khí là oxi hóa amon thành nitrit và nitrat, sau đó chúng bị phản nitrat trong phần thiếu

khí Bổ sung thêm 30% nước thải làm nguồn cacbon

Nước thải vào

]J= 2,18m8/h

Tả tâm

4m9 | Zach ma

Bé cfn bang 95m? Ca, Mg, P

Không khí nén

Bể thiếu khí 38m? aa Bể hiếu |khí 1! 3 ` - Nước ra

1847mŠ

4 + 5Q nước

Hình 12.1 Sơ đô công nghệ xử lí nước thải bằng biện pháp sinh học của nhà máy giết mổ động vật ở Oberding (CHLB Đức)

Bể xử lí thiếu khí có các thông số kĩ thuật như sau:

Tải BOD, cia nước thải thô ˆ 53,6 kg/ngay

Tải BOD; của hước đầu ra phần thiếu khí 0,9 kg/ngày

Chất rắn huyền phù trong nước 6,7 kg/m?

262

roe

: Bể lắng bổ sung (lắng 2) được thực hiện trong bể lắng kiểu Dormund với nước ra ở tâm

‘Luong ban thira (trong bé 18,1 m 3) có thể sử đụng trực tiếp cho nông nghiệp

'Chất lượng nước ra được trình bày ở bảng 12.1 Nitrat và nitrit hóa sau đó được tiếp tục

phản nitrat hóa hiệu suất chuyển hớa đến nitơ phân tử khoảng 60% Nếu hiệu suất đạt thấp

chỉ được 20% thì cần xern xét lại chế độ khuấy

12.2 NUGC PHAN VA NUGC RUA CHUONG TRAI CHAN NUOI

Nước thai ‘do rita chuồng trại chăn nuôi gia cầm, lợn và trâu, bò cùng với nước phân

được đặc trưng bởi nồng độ SS và chất hữu cơ rất lớn (thể hiện bằng BOD; và COD) Ngoài

ra cận lưu ý rằng, loại nước thải này rất giàu nitơ (N — NH, va N - tổng)

tùy theo loại thức ăn và phương pháp chăn nuôi, cần phải có dự kiến lưới hớt váng mịn

sau khi cho nước phân và nước rửa vào bể trộn và điều hòa

Đối với ] trại chăn nuôi trung bình (< 5.000 đầu lợn), quá trình xử lí gồm hai giai đoạn

xử lí sinh học nối tiếp (hình 12.2) -

—“—=——¬

Hình 12.2 Hệ thống xử lí nước thải trại chăn nuôi lợn

1 Bể chứa và khuấy trộn đều; 2 Bế phản ứng kị khí: lên men metan ;

3 Tách lỏng, rắn; 4 Có thể khử sulfat; 5 Xử lí hiếu khí: bể phan ứng hiéu khí (aeroten)

hoặc ao hồ hiếu khí được làm thoáng ; 6 Lắng bậc 2

I

+ Giai đoạn thứ nhất: xử lí kị khí Đối với các loại nước nhiễm bẩn hữu cơ cao (> 3000

mg/l BOD;) thường áp dung một bước xử lí kị khí Điều này đúng với các loại nước phân

gia súc, gia cảm (kể cả phân của chúng), các bùn xả của các quy trình xử lí sinh học Xử lí

kị khí ở đây gồm có: một bể cấy vi sinh vật và nuôi kị khí; tiếp theo là tách pha lỏng — ran

(bể lắng/ cô đặc, lọc giải, may li tâm lọc)

Hiệu suất phân giải kị khí tới 40 ~ 60% COD và SS, hơn 90% BOD¿, nhưng loại bỏ N ở

giai đoạn này rất kém

e Giai đoạn thứ hai: Xử lí hiếu khí bằng bùn hoạt tính Giai đoạn này thường kết hợp

nước đã qua xử lí ở giai đoạn kị khí với nước thải khác, thí đụ: nước thải đô thị

_._ Trong hệ thống xử lí kị khí và biếu khí kết hợp này thường có một vùng thiếu khí để

khử nitrat Nước thải sau hệ thống xử lí thường dat được như nước thải đô thị đã qua xử lí

Đối với nước phân chuồng, hệ thống này dùng để xử lí là rất thích hợp Song hàm lượng NHỊ trong nước phân chuồng quá cao có khi phải dùng phương pháp chưng cất để thu NH+ trước khi đưa nước phân vào xử lí

Trong trường hợp cần thu khí CH¿ hay là khí sinh học làm nhiên liệu, dùng phân gia súc, nước phân chuồng, bã bùn thải, rơm rạ và các chất độn rơm rạ và thực vật khác để cân bằng

tỉ số C/N Trong lên men metan tỉ số thích hợp là 30/1 Trong thực tế, tỉ lệ C/N của nguyên liệu lên men metan dao động rất lớn, đáp ứng yêu câu kĩ thuật thì tỉ lệ này là 20/1 - 40/1

Phân động vật với chất độn rơm rạ là cơ chất thích hợp cho lên men metan Nhiệt độ bình thường thích hợp cho lên men metan, nhiệt độ cao làm tăng lực sinh khí sinh học và

_ Xử H phân và nước phân ở các trại chăn nuôi ở ngoại thành, xa khu dân cư và có đủ diện tích đất đai nên xây một dẫy các ao hỗ sinh học: ao đầu tiên là kị khí chứa phân và

nước phân khoảng 20 — 30 ngày Bã cặn của ao này làm phân bón, phần nước nổi ở trên đi

qua các ao tùy nghí và cuối cùng là ao hay kênh hiếu khí Đề đảm bảo tiêu chuẩn nước thải

xử lí, có thể bố trí một ao xử lí bậc 3, cuối cùag kết hợp với nuôi bèo thả cá Đây là biện

12.3 NUGC THAI CỦA CÔNG NGHIỆP THUỘC DA

- Thuộc da là công việc làm cho da động vật (bò, lợn, thỏ, cừu v.v ) bển với nhiệt,

không bị giòn, cứng, gẫy khi gặp lạnh, không bị nhăn hoặc thối rữa khi gặp ẩm Da được

thuộc bằng hai cách khác nhau với các hóa chất khác nhau để đáp ứng nhu cầu và mục đích -

Thuộc da là ngành sản xuất hình thành từ thời xa xưa của loài người Đến nay ngành này vẫn tôn tại, phát triển ở nước công nghiệp hiện đại Nước thải của ngành thuộc da chứa nhiều chất có độc tính, tác động xấu đến môi trường sống

12.3.1 Sơ đô nguyên lí quy trình công nghệ thuộc da

Quá trình thuộc da gồm hai công đoạn chính:

~ Bảo quản và xử lí đa nguyên liệu

— Thuộc da

Da động vật có cấu trúc gồm 4 lớp:

Lớp ngoài cùng là lông, lớp tiếp theo là lớp da mặt hay lớp biểu bì, lớp thứ bả là lớp bì cật hay lớp mô mạch liên kết (corium) có cấu tạo dạng sợi colagen; elasiin và lớp trong

cùng là lớp bạc nhạc, mỡ

2641

"Trước khi thuộc da người ta cần phải xử lí da để loại bỏ lông, lớp biểu bì và lớp bạc

nhạt ~ mỡ ra khỏi lớp bì cật, rồi sau đó mới tiến hành thuộc da

(Thuộc da thường dùng hai phương pháp: thuộc bằng tanin, được sản phẩm là da cứng và

Da động vật

‘

mm Ủ ép

| Nén

| (Ti: làm mất nếp nhãn ở mặt da)

: Hình 12.3 Sơ đồ công nghệ thuộc da

265

e Bảo quản và xử lí nguyên liệu da

— Bảo quản đa nguyên liệu thường dùng phương pháp ướp muối Ngoài ra, có thể dùng

~ Rửa và hồi tươi để cho da.ngậm lại số nước đã mất trong quá trình bảo quản, đề độ

ẩm da là 70 — 80%

~ Giữ lông bằng cách ngâm vôi và natri sulfua (Naz8) làm cho lỗ chân lông rộng Ta,

mềm đi để tẩy lông: Ngày nay, ở công đoạn này người ta có thể dùng enzim proteaza phân hủy protein ở lỗ chân lông để tẩy long cho dé dang hon

— Xén da, nạo thịt bậc nhạc, cạo sạch lông còn lại bằng cơ học

— Lam xốp và tạo pH môi trường thích hợp để cho các hóa chất thuộc da đễ ngấm sâu '

e Thuộc da Quá trình thuộc da là làm cho các chất thuộc ngấm sâu vào da để da không

bị phân hủy hay thối rữa trong điểu kiện môi trường bình thường hoặc ẩm nóng, có những'

đặc tính phù hợp với mục đích sử dụng `

+ Thuộc tanin: dùng tanin tự nhiên hoặc nhân tạo: Tanin tự nhiên được tách chiết từ - thực vật, như thông, tùng, sồi Tanin nhân tạo hay syntan là phức chất của phenolsulfonic—

formaldehyt Thuộc tanin ta được sản phẩm 1à da cứng Thời gian thuộc kéo dài vài tuần

(3 — 6 tuần) có khi tới vài tháng tùy theo yêu cầu chất lượng /

+ Thuộc crom cho sản phẩm da mềm Hóa chất dùng để thuộc là các muối crom HI ‘ Crz(SO¿)s, Cr(OH)SOa, Cr(OH)C]; Nông độ muối crom trong dung dịch thường là 8%,

tương ứng 25 — 26% Cr303

Hoan thién Thuộc crom đòi hỏi ngâm vôi lâu hơn và làm mềm da ngắn hơn so với thuộc tanin Sau khi thuộc, đa được ủ để ổn định chất thuộc ngấm sâu vào da và ép tách

nước Sau đó được làm mềm bằng dầu thực vật hay mỡ động vật, làm mất nếp nhăn, nén

phẳng, sấy khô Tiếp theo là đánh bóng và nhuộm bằng thuốc nhuộm để có màu da thành

phẩm khác nhau đáp ứng với các mục đích sử dụng Hóa chất dùng ở công đoạn này ngoài thuốc nhuộm còn có các chất trợ nhuộm, dung môi hữu cơ

12.3.2 Nước thải trong công nghiệp thuộc da

e Các nguồn thải Trong tất cả các công đoạn của quá trình thuộc da đều sử dụng nước Định mức nước tiêu thụ cho 1 tấn da nguyên liệu là 30 — 20m” Lượng nước thải cũng xấp

xỉ mức nước tiêu thự “Trong nước thải chứa đủ các thành phần hóa chất sử dụng trong mỗi công đoạn và những chất tách từ da

Các hóa chất dùng trong công nghệ thuộc đa' gồm có: muối ăn, đá thối (Natri sulfua — NazS), vôi (Ca(OH);), soda (NazCOạ), amonsulfat ((NH„);ŠO¿), có thể có NazSiF¿, HCl,

NaHCOa, H;SOx, tanin, crom sulfat (Cra(SO¿);), dầu thực vật, syntan, chất trợ nhuộm,

thuốc nhuộm, chất hoàn thiện trong đó có dung môi hữu cơ, axit formic, dầu động vật, oxit

- Các chất ð nhiễm tách từ da: hợp chất chứa nitơ (protein, peptit, axit amin, colagen), chất béo, axit béo, keratin và sản phẩm thủy phân, lông vụn, đa vụn

266

„ |Các nguồn nước thải trong công nghiệp thuộc da được trình bày ở hình 12.4 và đặc tính của nước thải ở các công đoạn như trong bảng 12.2

Nói chung, nước thải -thuộc da thường có màu (tanin cho mâu nâu đen, crom cho mầu xanh), mùi khó chịu, hàm lượng tổng chất rắn (TS), chất rắn lơ lửng (SS), BOD cao Nước

thải mang tính kiểm ở các công đoạn đầu (ngâm nước, ngâm vôi, khử lông), mang tính axit

Nước thải thuộc da còn chứa một lượng đáng kể sulfua, crom và chất béo: sulfua là 120

— 10 mg/l; Cr””: 70 ~ 100 mg; dâu mỡ: 100 — 500 mg/l

ị Da

sát trùng, Na; SïEg ửa, bảo quản, ướp muối protein, chit béo

t — màu, 88, D8, các chất

chất hoạt động bể mat Ris, BS tc hữu cơ dễ phân huỷ

Na¿8, Ca(OH);, HạO 'Tẩy lông, ngâm vôi NaƠ(, vôi, lông, các chất

‡

ị

_ Nước thải kiểm chứa vôi,

Muối crom, Na;CO¿, syntan + * Nước thải chữa crom va

(eanin), chất điệt khuẩn ‘ Thuộc da T - chất thuộc tanin thực vật

= ~ - _- Nước thải chữa crom và

Ep miée, ti chất thuộc tanin, tính axit

thuốc nhuộm, axit fomic, ————~| Trưng hoà, thuộc lại, | ——~- hoá chất, dầu, crom

dầu động, thực vật

ị Nước, chất phủ bể mặt

(oxit kim loại), sơn, chất tạo màng

nhuộm, ăn đầu

1

Hoàn thiện, ép sấy,

xến mép, đánh bóng

'

Da thành phẩm

syntan, tính axit

Nước ép chúa các hoá

chất thuộc da, chất phủ

bề mặt, thuốc nhuộm

: Hình 12.4 Sơ đồ công nghệ và các đồng nước thải trong sắn xuất thuộc da

267

Nước thải của công nghiệ này có so'sánh với nước thải đô thi và nước tự nhiên cùng với yêu cầu biệu quả xử lí

p thuộc da có các đặc tính như trong bảng 12.2 Trong bảng

cần thiết

|

Hồi tươi 2,5— 4,0 7,5 — 8,0 8000-28000 2500 — 4000 1100- 2500 Ngam voi 6,5 ~10 10,0- 12,5 160Ù0 — 45000 4500-6500 6000-9000

Thuộc tanin 2,0-4,0 5,0-6,8 8000-50000 5000-20000 6000-12000"

ĐÔ THỊ, NƯỚC TỰ NHIÊN VÀ HIỆU QUÁ xU Li CAN THIET

- Nước thải Nước thải Hiệu quả xử lí

thuộc da đô thị cần thiết (%) - - | thiết (%)

BOD, (mg/l) | 2000 - 3000 350 ~ 1000 61—83 20 ~ 40 99 COD (mg/l) 2500 — 3000 1000 ~ 2000 33 - 60 60 - 250 92 - 98

'268