Do đặc thù của ngành chế biến thủy sản phát sinh lượng nước thải lớn trong các khâu sản xuất với các chất ô nhiễm khác nhau, tải lượng ô nhiễm cao nên yêu cầu cấp thiết là nghiên cứu nhữ
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
- o0o -
NGUYỄN VĂN HẠNH
MSHV : 10250549 KHÓA : 2010 CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
Trang 2CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN TẤN PHONG
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 1: TS NGUYỄN THỊ THANH PHƯỢNG
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 2: TS TRẦN TIẾN KHÔI
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 26 tháng 01 năm 2013
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)
1 GS TS LÂM MINH TRIẾT (CT)
2 TS ĐẶNG VIẾT HÙNG (TK)
3 TS NGUYỄN THỊ THANH PHƯỢNG (PB1)
4 TS TRẦN TIẾN KHÔI (PB2)
5 PGS.TS NGUYỄN TẤN PHONG (UV)
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Bộ môn quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng khoa quản lý ngành
Trang 3TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
VIỆT NAM
TP HCM, ngày tháng năm 2013
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Công nghệ Môi trường
I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM MÔ HÌNH BỂ PHẢN ỨNG THEO MẺ KẾT HỢP VỚI GIÁ THỂ DI ĐỘNG (SBMBBR) TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN
II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
- Nghiên cứu xác định hiệu quả xử lý của 2 mô hình SBR và SBMBBR với 6 tải trọng 0.5; 0.75; 1.0; 1.25; 1.5; 2.0 kg COD/m3.ngày
- Nghiên cứu khả năng bám dính và sinh khối vi sinh trên bề mặt giá thể K3
- Nghiên cứu các chỉ tiêu đánh giá chất lượng bùn của 2 mô hình
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN
QL CHUYÊN NGÀNH
PGS.TS NGUYỄN TẤN PHONG
TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH
Trang 4LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các thầy cô giáo Khoa Môi Trường – Trường Đại học Bách Khoa Tp HCM cũng như các thầy cô giáo đến từ các đơn vị khác thuộc ngành Môi Trường Trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại trường, các thầy cô đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý giá giúp
em hoàn thành chương trình đào tạo, luận văn thạc sỹ và tiếp tục phát triển trên những bước đường trong tương lai
Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy giáo PGS.TS Nguyễn Tấn Phong,
Trường Đại học Bách Khoa Tp HCM đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện luận văn thạc sỹ
Xin chân thành cảm ơn tập thể các anh chị nhân viên Phòng thí nghiệm Khoa Môi Trường, trường Đại học Bách Khoa Tp HCM đã nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ trong nghiên
cứu và phân tích thử nghiệm Đồng thời, em xin chân thành cảm ơn TS Diệp Ngọc Sương, giám đốc Công ty CP DV Khoa học Công nghệ Sắc Ký Hải Đăng và các anh chị
kỹ thuật viên đã luôn đồng hành và giúp đỡ em nghiên cứu và phân tích thử nghiệm trong suốt thời gian thực hiện luận văn
Cuối cùng, con xin dành lòng biết ơn đến cha mẹ đã sinh ra con, dạy dỗ và nuôi nấng con trưởng thành nên người Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các anh chị, người thân trong gia đình, các anh chị, các bạn lớp cao học Công nghệ Môi trường Khóa 2010, các bạn cao học viên Khóa 2011, 2012 đã luôn động viên, giúp đỡ, đồng hành với Hạnh trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn
Tp HCM, ngày tháng năm 2013
Nguyễn Văn Hạnh
Trang 5MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 7
DANH MỤC BẢNG 8
DANH MỤC HÌNH 10
TÓM TẮT LUẬN VĂN 15
CHƯƠNG I 18
MỞ ĐẦU 18
1.1 Tính cần thiết của đề tài 18
1.2 Mục tiêu nghiên cứu 20
1.3 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu 20
1.3.1 Phạm vi nghiên cứu: 20
1.3.2 Đối tượng nghiên cứu: 20
1.4 Nội dung nghiên cứu 20
1.5 Phương pháp nghiên cứu 21
1.5.1 Phương pháp lấy mẫu 21
1.5.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm trên mô hình 21
1.5.3 Phương pháp xử lý số liệu và nhận xét 22
1.6 Ý nghĩa khoa học, thực tiễn và tính mới của đề tài 22
1.6.1 Ý nghĩa khoa học 22
1.6.2 Ý nghĩa thực tiễn 22
1.6.3 Tính mới của đề tài 22
CHƯƠNG II 23
TỔNG QUAN 23
Trang 62.1 Tổng quan về công nghệ chế biến thủy sản 23
2.1.1 Quy trình sản xuất 23
2.1.2 Thuyết minh quy trình sản xuất 24
2.2 Nguồn gốc phát sinh và đặc tính nước thải thủy sản 28
2.3 Các công nghệ xử lý nước thải thủy sản 34
2.4 Tổng quan về công nghệ SBR kết hợp giá thể trong xử lý nước thải 39
2.4.1 Giới thiệu 39
2.4.2 Tổng quan về quá trình xử lý hiếu khí của SBR 41
2.4.3 Tổng quan về nitrat hóa và khử nitrat hóa (thiếu khí) 43
2.4.3.1 Quá trình nitrat hóa 43
2.4.3.2 Quá trình khử nitrat 46
2.4.4 Tổng quan về quá trình xử lý phospho 49
2.4.5 Tổng quan về quá trình sử dụng giá thể di động trong xử lý nước thải 51
2.5 Một số nghiên cứu trong và ngoài nước 53
2.5.1 Một số nghiên cứu ngoài nước 53
2.5.2 Một số nghiên cứu trong nước 56
CHƯƠNG III 57
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 57
3.1 Đối tượng nghiên cứu 57
3.1.1 Nước thủy sản 57
3.1.2 Bùn hoạt tính 57
3.1.3 Giá thể di động 58
3.2 Mô hình nghiên cứu 58
Trang 73.2.1 Cài đặt mô hình 58
3.3 Phương pháp vận hành 60
3.4 Nội dung thí nghiệm 62
3.4.1 Giai đoạn thích nghi 62
3.4.2 Giai đoạn khảo sát chính 62
3.5 Phương pháp lấy mẫu, phân tích và xử lý số liệu 63
3.5.1 Phương pháp lấy mẫu 63
3.5.2 Phương pháp phân tích 63
3.5.2 Phương pháp xử lý số liệu 70
CHƯƠNG IV 71
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 71
4.1 Kết quả vận hành thí nghiệm thích nghi 71
4.2 Kết quả vận hành thí nghiệm 1 – SBR (OLR = 0.5 kg COD/m3.ngày) 73
4.2.1 pH 73
4.2.2 COD 74
4.2.3 Các thông số N, P 74
4.3 Kết quả vận hành thí nghiệm 2 – SBR (OLR = 0.75 kg COD/m3.ngày) 76
4.3.1 pH 76
4.3.2 COD 77
4.3.3 Các thông số N, P 77
4.4 Kết quả vận hành thí nghiệm 3 – SBR (OLR = 1 kg COD/m3.ngày) 79
4.4.1 pH 79
4.4.2 COD 80
Trang 84.4.3 Các thông số N, P 80
4.5 Kết quả vận hành thí nghiệm 4 – SBR (OLR = 1.25 kg COD/m3.ngày) 82
4.5.1 pH 82
4.5.2 COD 82
4.5.3 Các thông số N, P 83
4.6 Kết quả vận hành thí nghiệm 5 – SBR (OLR = 1.5 kg COD/m3.ngày) 85
4.6.1 pH 85
4.6.2 COD 86
4.6.3 Các thông số N, P 86
4.6 Kết quả vận hành thí nghiệm 6 – SBR (OLR = 2.0 kg COD/m3.ngày) 88
4.7.1 pH 89
4.7.2 COD 90
4.7.3 Các thông số N, P 90
4.8 Kết quả vận hành thí nghiệm 1b – SBMBBR (OLR = 0.5 kg COD/m3.ngày) 92
4.8.1 pH và COD 92
4.8.2 Các thông số N, P 93
4.9 Kết quả vận hành thí nghiệm 2b – SBMBBR (OLR = 0.75 kg COD/m3.ngày) 94 4.9.1 pH và COD 95
4.9.2 Các thông số N, P 95
4.10 Kết quả vận hành thí nghiệm 3b – SBMBBR (OLR = 1.0 kg COD/m3.ngày) 97 4.10.1 pH và COD 97
4.10.2 Các thông số N, P 98
Trang 94.11 Kết quả vận hành thí nghiệm 4b – SBMBBR (OLR = 1.25 kg COD/m3.ngày)
99
4.11.1 pH và COD 100
4.11.2 Các thông số N, P 100
4.12 Kết quả vận hành thí nghiệm 5b – SBMBBR (OLR = 1.5 kg COD/m3.ngày) 102
4.12.1 pH và COD 102
4.12.2 Các thông số N, P 103
4.13 Kết quả vận hành thí nghiệm 6b – SBMBBR (OLR = 2.0 kg COD/m3.ngày) 104
4.13.1 pH và COD 105
4.12.2 Các thông số N, P 105
4.14 Kết quả nghiên cứu hiệu quả xử lý giữa SBR và SBMBBR 107
4.14.1 So sánh hiệu quả xử lý COD 107
4.14.2 So sánh hiệu quả xử lý TKN 108
4.14.3 So sánh hiệu quả xử lý TP 109
4.15 Kết quả nghiên cứu các chỉ tiêu chất lượng bùn của SBR và SBMBBR 110
4.16 Kết quả nghiên cứu sinh khối tích lũy trên giá thể 118
4.17 Vi sinh trong mô hình SBR và SBMBBR 120
4.18 Lựa chọn các thông số thiết kế vận hành tối ưu 122
PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 123
Kết luận 123
Kiến nghị 124
TÀI LIỆU THAM KHẢO 125
Trang 10CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 128
PHỤ LỤC A 139
PHỤ LỤC B 142
PHỤ LỤC C 145
Trang 11DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
quay
biofilm reactor
Bể phản ứng theo mẻ kết hợp giá thể di động
Trang 12DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Hiện trạng của ngành công nghiệp chế biến thủy sản các tình miền Trung 29
Bảng 2.2 Hiện trạng của ngành công nghiệp chế biến thủy sản các tình miền Nam 30
Bảng 2.3 So sánh tải trọng ô nhiễm từ quy trình thủy sản và công nghiệp khác trong khu vực sông Đồng Nai (DOSTE – HCMC và CEFINIA, 1998) 33
Bảng 2.4 Thành phần nước thải từ các phân xưởng chế biến thuỷ sản 33
Bảng 2.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên tốc độc tăng trưởng đặc trưng tối đa của quá trình nitrate hóa 45
Bảng 4.1 Bảng chỉ tiêu nước thải đầu vào 71
Bảng 4.2 Kết quả thí nghiệm mô hình thích nghi 71
Bảng 4.3 Bảng tóm tắt kết quả thí nghiệm 1 73
Bảng 4.4 Bảng tóm tắt kết quả thí nghiệm 2 - SBR 76
Bảng 4.5 Bảng tóm tắt kết quả thí nghiệm 3 - SBR 79
Bảng 4.6 Bảng tóm tắt kết quả thí nghiệm 4 - SBR 82
Bảng 4.7 Bảng tóm tắt kết quả thí nghiệm 5 - SBR 85
Bảng 4.8 Bảng tóm tắt kết quả thí nghiệm 5 - SBR 89
Bảng 4.9 Bảng tóm tắt kết quả thí nghiệm 1b - SBMBBR 92
Bảng 4.10 Bảng tóm tắt kết quả thí nghiệm 2b - SBMBBR 94
Bảng 4.11 Bảng tóm tắt kết quả thí nghiệm 2c - SBMBBR 97
Bảng 4.12 Bảng tóm tắt kết quả thí nghiệm 4b - SBMBBR 99
Bảng 4.13 Bảng tóm tắt kết quả thí nghiệm 5b - SBMBBR 102
Bảng 4.14 Bảng tóm tắt kết quả thí nghiệm 6b - SBMBBR 104
Trang 13Bảng 4.15 Bảng tóm tắt kết quả thí nghiệm 107
Bảng 4.16 Bảng tóm tắt các chỉ tiêu đánh giá chất lượng bùn 110
Bảng 4.17 Bảng tóm tắt các chỉ tiêu vi sinh 120
Bảng 4.18 Lựa chọn các thông số thiết kế vận hành tối ưu 122
Trang 14DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1 Quy trình sản xuất cá tra, basa fillet đông lạnh 23
Hình 2.2 Tiếp nhận nguyên liệu đầu vào 31
Hình 2.3 Nước thải chế biến thủy sản 31
Hình 2.4 Sơ đồ công nghệ 1 xử lý nước thải thuỷ sản (Lâm Minh Triết, 2006) 35
Hình 2.5 Sơ đồ công nghệ 2 xử lý nước thải thuỷ sản (Lâm Minh Triết, 2006) 38
Hình 2.6 Quá trình các bước của SBR 40
Hình 2.7 Cơ chế chuyển hóa amoni ở vi khuẩn Nitrosomonas europaea 44
Hình 2.8 Cơ chế chuyển hóa của vi khuẩn khử nitrat 46
Hình 2.9 Quá trình chuyển hóa phospho bằng phương pháp kỵ khí và hiếu khí/thiếu khí 50
Hình 2.10 Một số loại giá thể 52
Hình 2.11 Các quá trình xử lý trên giá thể 52
Hình 2.12 Hiệu quả xử lý nitơ ứng dụng SBMBBR của H Helness và các cộng sự năm 2001 53
Hình 2.13 Mô hình nghiên cứu SBMBBR của Suntud Sirianuntapiboon và các cộng sự năm 2005 54
Hình 2.14 Mô hình nghiên cứu của JieYing Jing và các cộng sự năm 2008 55
Hình 2.15 Mô hình nghiên cứu SBMBBR của S.Sirianuntapiboon năm 2005 55
Hình 3.1 Giá thể K3 và K1 58
Hình 3.2 Mô hình thí nghiệm bằng hình vẽ 59
Hình 3.3 Mô hình thí nghiệm lúc chưa vận hành 60
Hình 3.4 Mô hình thí nghiệm khi đã vận hành 60
Trang 15Hình 4.1 Hiệu suất xử lý COD ở giai đoạn vận hành thích nghi 72
Hình 4.2 pH ở giai đoạn vận hành thích nghi 72
Hình 4.3 MLSS, MLVSS ở giai đoạn vận hành thích nghi 72
Hình 4.4 pH ở thí nghiệm 1 73
Hình 4.5 COD ở thí nghiệm 1 74
Hình 4.6 TKN, NH 4 + ở thí nghiệm 1 75
Hình 4.7 NO 3 - ở thí nghiệm 1 75
Hình 4.8 TP ở thí nghiệm 1 75
Hình 4.9 pH ở thí nghiệm 1 76
Hình 4.10 COD ở thí nghiệm 2 77
Hình 4.11 TKN, NH 4 + ở thí nghiệm 2 77
Hình 4.12 NO 3 - ở thí nghiệm 2 78
Hình 4.13 TP ở thí nghiệm 2 78
Hình 4.14 pH ở thí nghiệm 3 79
Hình 4.15 COD ở thí nghiệm 3 80
Hình 4.16 TKN, NH 4 + ở thí nghiệm 3 81
Hình 4.17 NO 3 - ở thí nghiệm 3 81
Hình 4.18 TP ở thí nghiệm 3 81
Hình 4.19 pH ở thí nghiệm 4 82
Hình 4.20 COD ở thí nghiệm 4 83
Hình 4.21 TKN, NH 4 + ở thí nghiệm 4 83
Hình 4.22 NO 3 ở thí nghiệm 4 84
Trang 16Hình 4.23 TP ở thí nghiệm 4 84
Hình 4.24 pH ở thí nghiệm 5 85
Hình 4.25 COD ở thí nghiệm 5 86
Hình 4.26 TKN, NH 4 + ở thí nghiệm 5 87
Hình 4.27 NO 3 - ở thí nghiệm 5 88
Hình 4.28 TP ở thí nghiệm 5 88
Hình 4.29 pH ở thí nghiệm 6 89
Hình 4.30 COD ở thí nghiệm 5 90
Hình 4.31 TKN, NH 4 + ở thí nghiệm 6 90
Hình 4.32 NO 3 - ở thí nghiệm 6 91
Hình 4.33 TP ở thí nghiệm 6 91
Hình 4.34 pH ở thí nghiệm 1b 92
Hình 4.35 COD ở thí nghiệm 1b 92
Hình 4.36 TKN, NH 4 + ở thí nghiệm 1b 93
Hình 4.37 NO 3 - ở thí nghiệm 1b 94
Hình 4.38 TP ở thí nghiệm 1b 94
Hình 4.39 pH ở thí nghiệm 2b 95
Hình 4.40 COD ở thí nghiệm 2b 95
Hình 4.41 TKN, NH 4 + ở thí nghiệm 2b 96
Hình 4.42 NO 3 - ở thí nghiệm 2b 96
Hình 4.43 TP ở thí nghiệm 2b 96
Hình 4.44 pH ở thí nghiệm 3b 97
Hình 4.45 COD ở thí nghiệm 3b 97
Trang 17Hình 4.46 TKN, NH 4 + ở thí nghiệm 3b 98
Hình 4.47 NO 3 - ở thí nghiệm 3b 99
Hình 4.48 TP ở thí nghiệm 3b 99
Hình 4.49 pH ở thí nghiệm 4b 100
Hình 4.50 COD ở thí nghiệm 4b 100
Hình 4.51 TKN, NH 4 + ở thí nghiệm 4b 101
Hình 4.52 NO 3 - ở thí nghiệm 4b 101
Hình 4.53 TP ở thí nghiệm 4b 101
Hình 4.54 pH ở thí nghiệm 5b 102
Hình 4.55 COD ở thí nghiệm 5b 102
Hình 4.56 TKN, NH 4 + ở thí nghiệm 5b 103
Hình 4.57 NO 3 - ở thí nghiệm 5b 104
Hình 4.58 TP ở thí nghiệm 5b 104
Hình 4.59 pH ở thí nghiệm 6b 105
Hình 4.60 COD ở thí nghiệm 6b 105
Hình 4.61 TKN, NH 4 + ở thí nghiệm 6b 105
Hình 4.62 NO 3 - ở thí nghiệm 6b 106
Hình 4.63 TP ở thí nghiệm 6b 106
Hình 4.64 Hiệu quả xử lý COD giữa SBR và SBMBBR 107
Hình 4.65 Hiệu quả xử lý TKN giữa SBR và SBMBBR 108
Hình 4.66 Hiệu quả xử lý TP giữa SBR và SBMBBR 109
Hình 4.67 MLSS mô hình SBR 112
Hình 4.68 SRT mô hình SBR 112
Trang 18Hình 4.69 SVI mô hình SBR 112
Hình 4.70 F/M mô hình SBR 112
Hình 4.71 MLSS mô hình SBMBBR 113
Hình 4.72 SRT mô hình SBMBBR 113
Hình 4.73 SVI mô hình SBMBBR 113
Hình 4.74 F/M mô hình SBMBBR 113
Hình 4.75 MLSS 2 mô hình SBR và SBMBBR 114
Hình 4.76 SRT 2 mô hình SBR và SBMBBR 114
Hình 4.77 SVI 2 mô hình SBR và SBMBBR 114
Hình 4.78 F/M 2 mô hình SBR và SBMBBR 114
Hình 4.79 Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý theo thời gian – SBR 115
Hình 4.80 Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý theo thời gian – SBMBBR 116
Hình 4.81 Lượng sinh khối trên bể phản ứng qua các thí nghiệm 119
Hình 4.82 Lượng sinh khối trên bề mặt giá thể theo thời gian 119
Hình 4.83 Lượng sinh khối trên bề mặt giá thể theo thời gian 120
Trang 19Ngành chế biến thủy sản cơ bản là một ngành nông nghiệp vì vậy nhu cầu về nước
và nguyên liệu sản xuất luôn là yếu tố cơ bản nhất, vì vậy ngành chế biến này luôn tiềm tàng khả năng gây ô nhiễm lớn đến môi trường đặc biệt là sự phát sinh nước thải hữu cơ nồng độ cao
Đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm mô hình bể phản ứng theo mẻ kết hợp với giá thể
di động (SBMBBR) trong xử lý nước thải thủy sản” đã được nghiên cứu với 6 tải
mẻ (SBR) truyền thống và mô hình SBMBBR sử dụng giá thể di động K3 với 5 bước bao gồm làm đầy, phản ứng thiếu khí, phản ứng hiếu khí, lắng, nghỉ và xả bùn ứng với thời gian lưu nước là 0.25h, 3h, 15h, 1.5 và 0.25h Nghiên cứu cho kết quả khả quan với lượng sinh khối bám tốt trên giá thể sau thời gian 2 – 5 tuần, các chỉ
số về chất lượng bùn đối với MLSS và SRT cao hơn, chỉ số F/M và SVI thấp hơn so với mô hình truyền thống SBR Khả năng xử lý COD, TKN, TP của SBMBBR cao hơn SBR từ 1 – 2, 4 – 8, 12 – 14% với hiệu quả xử lý COD cao hơn 97%, TKN cao hơn 68% và TP cao hơn 68% khi hệ thống vận hành với tải trọng tối ưu 1500 ± 42.8
5.9 ± 1.0 mg/l Lượng sinh khối trên một đơn vị khối lượng giá thể là 17 – 34%
Trang 20ABSTRACT
In the importance of manufacturing industry and high export value of Vietnam, the fishery process and export is increasing large export value Besides that, the issue of environmental protection for the fishery processing industry is always necessary and continuous to ensure for the prevention and reduce environmental pollution aims to sustainable development
The fishery processing industry is agriculture with the demand for water and raw materials are always the most basic element, so this processing is potentially to get pollution especially is the generation of high concentration organic wastewater The theme “Experimental research on sequencing batch moving bed biofilm reactor (SBMBBR) system in fishery wastewater treatment” with 6 organic loading rates
fill 0.25h, anoxic 3h, aeration 15h, settle 1.5h and discharge 0.25h Research results are good with the biomass increase on media surfaces after a period of 2 – 5 weeks, the sludge quality indicators for higher MLSS and SRT values, F/M and SVI values lower than the traditional model of SBR The COD removal, TKN removal and TP removal efficiencies of the SBMBBR is about 1 – 2, 4 – 8 and 12 – 14% higher than that of the SBR with the removal efficiency of the SBMBBR was higher than 97% (COD), 68% (TKN), 68% (TP) even when the system was operated under an
TP were 34.2 ± 2.4, 48.2 ± 2.0 and 5.9 ± 1.0 mg/l The biomass/media was 17 – 34%
Trang 21LỜI CAM ĐOAN
Tôi tên là Nguyễn Văn Hạnh, là học viên cao học chuyên ngành Công nghệ Môi trường, khóa học 2010 Tôi xin cam đoan:
Công trình nghiên cứu này do chính tôi thực hiện tại phòng thí nghiệm Khoa Môi trường, trường đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh
Các số liệu trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa được công bố ở các nghiên cứu của tác giả khác hay trên bất kỳ phương tiện truyền thông nào
Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về kết quả nghiên cứu trong Luận văn tốt nghiệp của mình
Học viên
Nguyễn Văn Hạnh
Trang 22CHƯƠNG I
MỞ ĐẦU
1.1 Tính cần thiết của đề tài
Trong bối cảnh nền kinh tế đang phát triển nhanh của Việt Nam, các ngành chế biến
và xuất khẩu nông sản thực phẩm, thủy sản đang đóng vai trò chủ đạo trong phát triển kinh tế trong đó có thủy sản Xuất khẩu thủy sản trong năm 2011 đứng thứ 3 trong các nhóm ngành xuất khẩu hàng đầu trong nước đạt doanh thu trên 5 tỷ USD sau dệt may và dầu thô Ngành chế biến thủy sản trong nước đã và đang tạo được những dấu ấn trong xuất khẩu sang nước ngoài với các sản phẩm phong phú, đa dạng, đáp ứng nhu cầu các thị trường khó tính Theo Quyết định số 10/2006/QĐ-TTg của Thủ tướng chính phủ, phê chuẩn kế hoạch phát triển chung của ngành công nghiệp chế biến thủy sản và định hướng tới năm 2020 Đây là tiền đề và nền tảng cho ngành công nghiệp thủy sản để phát triển mạnh mẽ trong những năm tới, như là: xây dựng ngành công nghiệp thủy sản trở thành 1 ngành sản xuất hàng hóa mạnh
có khả năng cạnh tranh và đạt doanh thu xuất khẩu cao, khả năng tự đầu tư và phát triển, và đóng góp đáng kể vào sự phát triển kinh tế xã hội, đặc biệt tại những vùng duyên hải và hải đảo
Trong bối cảnh phát triển kinh tế hiện tại, nhiệm vụ đặt ra là phát triển kinh tế đi đôi với bảo vệ môi trường đáp ứng các yêu cầu phát triển bền vững vì vậy đối với ngành thủy sản cũng không ngoại lệ Do đặc thù của ngành chế biến thủy sản phát sinh lượng nước thải lớn trong các khâu sản xuất với các chất ô nhiễm khác nhau, tải lượng ô nhiễm cao nên yêu cầu cấp thiết là nghiên cứu những mô hình xử lý nước thải triệt để với chi phí đầu tư và vận hành thấp
Đối với nước thải thủy sản nói chung tồn tại các chất ô nhiễm hóa lý, chất hữu cơ, dinh dưỡng với các thông số điển hình như nhu cầu oxy sinh hóa trong 5 ngày (BOD5), nhu cầu oxy hóa học (COD), tổng chất rắn lơ lửng (TSS), dầu mỡ (FOG) Trong thành phần nước thải thủy sản đặc trưng là chỉ chứa các thành phần chất ô nhiễm hữu cơ nguồn gốc tự nhiên
Trang 23Những hệ thống xử lý nước thải bằng sinh học thường được áp dụng trong xử lý nước thải thủy sản chẳng hạn như quá trình xử lý hiếu khí: hệ thống bể bùn hoạt tính (Aerotank), hồ sinh học sục khí, bể lọc sinh học (TF), bể sinh học tiếp xúc quay
(RBC) hoặc xử lý kị khí (Suntud Sirianuntapiboon và cộng sự, 2006) Tuy nhiên
điểm hạn chế của những hệ thống xử lý sinh học này là thiếu xử lý với công đoạn thiếu khí dẫn đến khó khăn đối với nồng độ nitơ Thêm vào đó, đối với một hệ thống xử lý nước thải thủy sản còn phụ thuộc vào loại công trình, chi phí đầu tư và vận hành
Bể phản ứng theo mẻ (SBR) là quá trình xử lý bằng bùn hoạt tính với đặc điểm chỉ
sử dụng một bể phản ứng thường được ứng dụng trong xử lý nước thải hữu cơ
(Keller và cộng sự, 1997; Carucci và cộng sự, 1999; Laughlin và cộng sự, 1999)
Đối với bể SBR quá trình xử lý sẽ bao gồm các quá trình thiếu khí, hiếu khí, lắng và
xả nước sau xử lý tuy nhiên các hệ thống SBR có một khác biệt quan trọng là các quá trình được thực hiện trong cùng một bể phản ứng Bể SBR được ứng dụng để
xử lý nước thải có nồng độ nitơ cao vì hệ thống tạo điều kiện thuận lợi cho cả hai
quá trình nitrat hóa và khử nitrat hóa (Metcalf và Eddy, 1991; Sirianuntapiboon,
2000)
Các công trình xử lý sinh học với các loại giá thể đang được ứng dụng rộng rãi nhằm nâng cao hiệu quả xử lý của các hệ thống hiện tại Ưu điểm của giá thể sinh học là nâng cao sinh khối bùn, chất lượng bùn cũng như tốc độ xử lý ở cộng đồng sinh khối trên bề mặt giá thể
Đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm mô hình bể phản ứng theo mẻ kết hợp với giá thể
di động (SBMBBR) trong xử lý nước thải thủy sản” được thực hiện với mục đích
kết hợp các giải pháp xử lý nước thải trong cùng một bể phản ứng có thể xử lý nước thải nhiễm hữu cơ và các chất dinh dưỡng nhằm giảm chi phí xử lý so với các công trình trước đó nhằm góp phần vào nâng cao giá trị sản xuất của các doanh nghiệp chế biến thủy sản
Trang 24Trên cơ sở từ nghiên cứu, có khả năng áp dụng hệ thống triển khai vào quy mô thực
tế
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
mô hình nghiên cứu SBMBBR so với SBR
1.3 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
1.3.1 Phạm vi nghiên cứu:
Nước thải thủy sản chứa thành phần hữu cơ (BOD5, COD) và dinh dưỡng (N, P) cao
1.3.2 Đối tượng nghiên cứu:
Nước thải thủy sản lấy tại một cơ sở chế biến thủy sản nhỏ tại chợ Bà Hạt, Quận 10,
Tp HCM
1.4 Nội dung nghiên cứu
Đề tài được tiến hành trên 2 mô hình nghiên cứu liên tiếp nhau:
truyền thống
+ Nghiên cứu hiệu quả xử lý của 2 mô hình SBR và SBMBBR với 6 tải trọng
ứng với các bước làm đầy 0.25h, phản ứng thiếu khí 3h, phản ứng hiếu khí 15h, lắng 1.5h, nghỉ và xả bùn ứng 0.25h
+ Nghiên cứu khả năng bám dính và sinh khối vi sinh trên bề mặt giá thể K3
Trang 25+ Nghiên cứu các chỉ tiêu đánh giá chất lượng bùn của 2 mô hình
+ So sánh kết quả đạt được của 2 nghiên cứu
1.5 Phương pháp nghiên cứu
Tham khảo, tổng hợp số liệu về thành phần tính chất nước thải thủy sản theo các tài liệu trong và ngoài nước Tìm hiểu nghiên cứu các công nghệ xử lý nước thải thủy sản, những nghiên cứu đã được thực hiện trong và ngoài nước
Thu thập, tìm hiểu các nghiên cứu đã được thực hiện về xử lý loại chất hữu cơ trong nước thải thủy sản cũng như các công trình đã áp dụng trên thế giới về hệ thống SBR và hệ thống SBR có giá thể để có cơ sở và phương hướng nghiên cứu ứng dụng ở Việt Nam
1.5.1 Phương pháp lấy mẫu
Mẫu nước thải được lấy theo TCVN 6663-1:2011 Chất lượng nước Lấy mẫu Phần 1: Hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu và Kỹ thuật lấy mẫu và TCVN 5999:1995 Chất lượng nước – lấy mẫu – Hướng dẫn lấy mẫu nước thải
Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải được nghiên cứu trong suốt quá trình xử
-Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng bùn: MLSS, F/M, SVI, SRT được được nghiên cứu định kỳ trong quá trình xử lý
1.5.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm trên mô hình
Mô hình nghiên cứu được chế bằng nhựa trong suốt, đảm bảo các điều kiện sinh trưởng cũng như hoạt động của vi sinh trong nghiên cứu Nước thải thực cung cấp chạy cho mô hình nghiên cứu Các mẫu phân tích được lấy từ đầu vào và đầu ra của
mô hình
Trang 261.5.3 Phương pháp xử lý số liệu và nhận xét
Từ số liệu thô, tính toán hiệu suất xử lý COD, TKN, TP, tính độ lệch chuẩn, vẽ đồ thị so sánh hiệu quả xử lý dựa trên phần mềm excel,… đưa ra những phân tích nhận xét đánh giá và kết luận
1.6 Ý nghĩa khoa học, thực tiễn và tính mới của đề tài
1.6.1 Ý nghĩa khoa học
Nghiên cứu là cơ sở lý thuyết cho quá trình kết hợp mô hình bùn hoạt tính theo mẻ kết hợp với giá thể di động để xử lý COD, TKN, TP trong nước thải thủy sản, là cơ
sở cho các quá trình nghiên cứu kết hợp tiếp theo nhằm mục tiêu nâng cao hiệu quả
xử lý COD, TKN, TP bằng quá trình xử lý theo mẻ và sinh khối vi sinh dính bám trên giá thể di động
1.6.2 Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của đề tài được ứng dụng trong xử lý nước thải các ngành chế biến thủy sản đa dạng đang gặp bài toán cần giải quyết hiện nay là xử lý chất hữu cơ
và dinh dưỡng với công nghệ kết hợp và giá thành hợp lý
1.6.3 Tính mới của đề tài
Đề tài được nghiên cứu là sự kết hợp của quá trình xử lý theo mẻ kết hợp với giá thể
để nâng cao hiệu quả xử lý các chất hữu cơ và dinh dưỡng trong cùng một đơn nguyên, tại đây xảy ra đầy đủ các quá trình hiếu khí, thiếu khí, lắng,… với mục tiêu
xử lý đa dạng các chất ô nhiễm dựa trên xu hướng xử lý nước thải kết hợp các công nghệ với giá thể đang được nghiên cứu ứng dụng mạnh mẽ hiện nay
Trang 27CHƯƠNG II TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan về công nghệ chế biến thủy sản
2.1.1 Quy trình sản xuất
Hình 2.1 Quy trình sản xuất cá tra, basa fillet đông lạnh
Tiếp nhận nguyên liệu Cắt hầu – ngâm rửa 1
Fillet Rửa 2 Lạng da Chỉnh hình Kiểm sơ bộ Soi ký sinh trùng Rửa 3 Pha – xử lý phụ gia Phân màu – phân cỡ
Cân
Chờ đông Cấp đông
Tách khuôn
Cấp đông – mạ băng – tái đông
Cân
Dò kim loại Bao gói Bao sản phẩm
Trang 282.1.2 Thuyết minh quy trình sản xuất
Tiếp nhận nguyên liệu (TNNL): Trọng lượng từ 0.5 kg đến 3.5 kg
Nguyên liệu trước khi thu mua đã được bộ phận thu mua kiểm soát các chỉ tiêu kháng sinh, dư lượng các chất độc hại, giấy cam kết về việc kiểm soát chất lượng cá trong quá trình nuôi không sử dụng kháng sinh cấm, kháng sinh hạn chế/ thức ăn được kiểm soát, nguyên liệu được thu mua và vận chuyển về nhà máy bằng ghe đục Tại khâu TNNL, QC công đoạn TNNL kiểm tra một lần nữa các yêu cầu như: cá sống, giấy kiểm tra các chỉ tiêu kháng sinh (KS) cấm (CAP, AOZ, MG/LMG,), đối với thị trường Mỹ phải kiểm đạt chỉ tiêu ENRO/CIPRO, Flumequine đối với lô nguyên liệu đang tiếp nhận, tờ khai xuất xứ nguyên liệu của nhà cung cấp, kháng sinh hạn chế (ENRO, CIPRO, Tetracylin, Oxiytetracylin, Clotetracylin), thức ăn được kiểm soát và đã ngưng sử dụng kháng sinh ít nhất 30 ngày trước khi thu hoạch Thông báo của Nafiqad về dư lượng thuốc trừ sâu và kim loại nặng ở vùng khai thác nguyên liệu trước khi đưa vào sản xuất Sau đó được tiến hành kiểm tra cảm quan trước khi nguyên liệu được tiếp nhận đưa vào sản xuất tại nhà máy
Cắt hầu:
Cá sau khi được tiếp nhận, chuyển đến công đoạn cắt hầu qua máng nạp liệu Sau
đó công nhân khâu cắt hầu sẽ dùng dao chuyên dụng cắt vào phần yết hầu cá, mục đích làm cho cá chết, loại hết máu trong cơ thể cá và làm cho thịt cá sau fillet được trắng có giá trị cảm quan cao
Rửa 1: Nhiệt độ (T0) nước rửa từ 20-25 oC, thời gian ngâm 7-10 phút
Sau khi cắt hầu, cá được chuyển sang công đoạn rửa 1 để rửa sạch máu, nhớt và các tạp chất bám trên bề mặt cá Cá được rửa bằng máy rửa tự động Thời gian ngâm cá
từ 7-10 phút
Fillet:
Cá sau khi qua máy rửa 1 sẽ được băng tải chuyển đến khâu fillet, công đoạn fillet với mục đích tách phần thịt cá ra khỏi phần đầu, xương cá và nội tạng
Trang 29Rửa 2: nhiệt độ (T0) nước rửa: ≤ 100C, thời gian (T) rửa: < 1 phút
Cá sau khi qua khâu fillet được chuyển đến công đọan rửa 2 Bán thành phẩm được rửa bằng thiết bị rửa tự động
Công đoạn rửa 2 nhằm làm sạch máu và nhớt đồng thời làm giảm bớt lượng vi sinh vật bám trên bề mặt miếng fillet
Lạng da:
Sau khi rửa 2, bán thành phẩm (BTP) được đưa qua máy lạng da nhằm để loại hết
da, tạo điều kiện thuận lợi cho công đoạn sửa cá
Chỉnh hình (sửa cá): T0 BTP ≤ 150C
Sau công đoạn lạng da tiến hành chỉnh hình nhằm cắt bỏ thịt đỏ, mỡ, xương, da làm tăng giá trị cảm quan, đồng thời làm giảm bớt vi sinh vật trên miếng cá, giúp miếng
cá có hình dạng nhất định
Tuy nhiên việc loại bỏ được mỡ eo, mỡ lưng, xương dè, da đầu, đốm hồng, đuôi đỏ
ra khỏi miếng fillet và tránh không được rách đuôi, rách đầu, phạm thịt quá nhiều
Soi kí sinh trùng: T0 BTP ≤ 150C
Sau khi kiểm sơ bộ xong, BTP được chuyển sang công đoạn soi kí sinh trùng (KST) Công nhân công đoạn soi KST sẽ đặt từng miếng cá fillet lên bàn soi, quan sát bằng mắt và loại bỏ những miếng fillet có KST, đốm đen, đốm đỏ
Rửa 3: T0BTP ≤ 150C, T0 nước rửa ≤ 100C
Trang 30Bán thành phẩm sau khi soi ký sinh trùng được chuyển sang công đoạn rửa 3 BTP được đưa vào máy rửa để loại bỏ các tạp chất, làm trôi phần mỡ váng và vụn mỡ còn bám trên miếng cá
xử lý Thời gian rửa không quá 1 phút cho 1 lần rửa
Pha – xử lý phụ gia: T0 BTP 150C, thời gian quay mỗi mẻ 20 ÷ 30 phút, T0 dung
Bán thành phẩm sau khi rửa xong, để ráo và cho vào máy quay chuyên dùng để quay phụ gia cho miếng cá bóng đẹp đảm bảo chất lượng của miếng cá trong quá trình cấp đông và bảo quản
Phân cỡ phân màu: T0 BTP ≤ 150C
BTP sau khi xử lý được chuyển qua công đoạn phân cỡ, phân màu, nhằm đáp ứng yêu cầu của hợp đồng Tại công đoạn này BTP được phân cỡ thành các size (60-
120, 120-170, 170-220, 220-Up) và các loại màu cơ bản (trắng, trắng hồng, hồng, hồng nhạt, vàng, vàng nhạt) Tùy theo yêu cầu của khách hàng mà phân thành từng loại khác nhau
Cân: Theo yêu cầu đơn đặt hàng, đúng theo loại, cỡ
Công đoạn cân để xác định khối lượng cho mỗi block tùy theo yêu cầu của từng khách hàng Sau khi cân xong chuyển BTP qua công đoạn xếp khuôn
Xếp khuôn: T0 BTP ≤ 150C
Sau khi cân xong BTP được xếp lên khuôn để phục vụ công tác chờ đông, cấp đông Định dạng block làm tăng vẻ mỹ quan cho sản phẩm Nếu có mạ băng có thể
phẩm (nhưng không vượt quá 20%)
Chờ đông: T0 kho/ bồn chờ đông :-10C÷40C, nhiệt độ BTP chờ đông ≤ 100C, thời gian (T) chờ đông ≤ 4 giờ
Trang 31Sau khi xếp khuôn hoặc phân loại xong nếu chưa đủ số lượng để cấp đông hoặc thiết bị cấp đông không cấp đông kịp thì đưa vào công đoạn chờ đông
Bán thành phẩm trong kho/ bồn chờ đông phải được xuất nhập theo nguyên tắc vào
Cấp đông: T0 trung tâm sản phẩm ≤ - 180C, thời gian cấp đông (Block) ≤ 2 giờ,
thời gian cấp đông (IQF) ≤ 30 phút
Bán thành phẩm được cấp đông theo 2 dạng:
Cấp đông bằng tủ đông tiếp xúc: đối với sản phẩm cấp đông block BTP sau khi xếp khuôn hoặc sau khi chờ đông, đưa vào cấp đông bằng tủ đông tiếp xúc, thời gian cấp đông không quá 2 giờ
Cấp đông bằng băng chuyền IQF: đối với sản phẩm cấp đông IQF Thời gian cấp đông tùy thuộc vào kích cỡ của miếng fillet nhưng ≤ 30 phút, nhiệt độ trung tâm của
Quá trình mạ băng sản phẩm có thu nhiệt nên sản phẩm phải được tái đông, tái đông được thực hiện bằng thiết bị tái đông để đảm bảo nhiệt độ trung tâm của sản phẩm
Cân: Cân đúng trọng lượng theo yêu cầu từng đơn hàng của từng khách hàng, đúng
theo loại, cỡ
Sản phẩm trước khi bao gói được cân để xác định trọng lượng Tùy theo từng cỡ cá, đơn đặt hàng mà sản phẩm có trọng lượng cá khác nhau
Trang 32Dò kim loại: Fe (Ф ≥ 1.2mm) và Inox (Ф ≥ 2.0mm)
Sản phẩm sau khi cân đạt yêu cầu được thực hiện cho vào PE/PA sau đó chuyển qua công đoạn dò kim loại
Đối với công đoạn dò kim loại sản phẩm dạng block:cho từng block sản phẩm đưa qua máy dò kim loại để phát hiện và loại bỏ mảnh kim loại có thể hiện diện trong sản phẩm
Đối với sản phẩm dò kim loại dạng IQF: Sản phẩm được cân xong cho vào PE/PA đưa qua máy dò kim loại để phát hiện và loại bỏ mảnh kim loại hiện diện trong sản phẩm Tần suất kiểm tra máy dò kim loại vào đầu ca, cuối ca và mỗi 1giờ/ lần Đảm bảo kiểm soát được kim loại:Fe (Ф ≥ 1.2mm) và Inox (Ф ≥ 2.0 mm)
Bao gói: Đối với bao gói 2 block/ctn, 2 PE/ ctn, hoặc 10 PE/ctn
Đối với sản phẩm đông Block: Cứ 2 block được bao gói trong một carton hoặc trong một số trường hợp sẽ theo yêu cầu cụ thể của từng khách hàng
Đối với sản phẩm đông IQF: Thông thường cứ 2 PE được bao gói trong 1 carton hoặc 10 PE bao gói trong một carton Tuy nhiên trong một số trường hợp sẽ theo yêu cầu cụ thể của từng khách hàng
Đai nẹp 2 dây ngang, 2 dây dọc hoặc theo yêu cầu khách hàng
Bảo quản: T0 kho bảo quản: ≤ - 200C
Sản phẩm sau khi bao gói xong được đưa vào kho bảo quản nhiệt độ kho bảo
2.2 Nguồn gốc phát sinh và đặc tính nước thải thủy sản
Ngành công nghiệp thủy sản gồm nhiều nhà máy nhỏ tọa lạc tại các khu công
nghiệp và vùng trung tâm đông dân số
Trang 33Bảng 2.1 Hiện trạng của ngành công nghiệp chế biến thủy sản các tình miền Trung
Tỉnh Doanh nghiệp chế
biến Thủy sản Sản phẩm chính
Sản lượng và giá trị xuất khẩu
2003: Giá trị xuất khẩu là 510.6 tỷ VND, sản lượng là
47182 tấn (*) Công ty nhập khẩu và
2003, Giá trị xuất khẩu là 432.2 tỷ VND, sản lượng là
2003, Giá trị xuất khẩu là 219.6 tỷ VND, sản lượng là
20634 tấn (*) Công ty nhập khẩu và
23879 tấn (*)
Nguồn: Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam (VASEP),2004
Chế biến thủy sản đã phát triển mạnh trong những tỉnh ở miền Nam trong những năm gần đây, với các cơ sở sản xuất trung bình và lớn (1,200 – 6,500 tấn/ 1 năm) chiếm số lượng lớn Số lượng các đơn vị chế biến là 132 Những nguyên liệu chính
Trang 34cho khu vực này cũng là tôm sú, mực ống, bạch tuộc, cá da trơn, v.v Hiện trạng ngành công nghiệp chế biến thủy hải sản ở một số tỉnh miền Nam được thể hiện trong bảng 2.2
Bảng 2.2 Hiện trạng của ngành công nghiệp chế biến thủy sản các tình miền Nam
Tỉnh Doanh nghiệp chế biến
Thủy sản Sản phẩm chính
Sản lượng và giá trị xuất khẩu
Sản phẩm thủy sản khô
Nước mắm
2003, đạt 4,480.5 ti VND, sản lượng đạt
Sản phẩm thủy sản khô
Nước mắm
2003, đạt 3,091 tỉ VND , sản lượng
Sản phẩm thủy sản khô
Nước mắm
2003, đạt 1,388.5 tỉ VND, sản lượng
63896 tấn (*)
Đồng Tháp
4 doanh nghiệp lớn sản xuất
sản phẩm đông lạnh, sản xuất
sản phẩm khô xuất khẩu với
công suất 2,000 tấn/năm
Sản phẩm thủy sản đông lạnh
Sản phẩm thủy sản khô
Nước mắm
2003, đạt 522.1 tỉ VND, Sản lượng
Sản phẩm thủy sản khô
Nước mắm
2003, đạt 1,247.7 tỉ VND, Sản lượng 62,950 tấn (*)
Trang 35Sản phẩm thủy sản khô
Nước mắm
2003, đạt 354 tỉ VND, Sản lượng
Sản phẩm thủy sản khô
Nước mắm
2003, đạt 1,362.6 tỉ VND, Sản lượng
Sản phẩm thủy sản khô
Sản phẩm đóng hộp
2003, đạt 1,535.5 tỉ VND, Sản lượng
67473 tấn (*)
Nguồn: Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam (VASEP), 2004; (*):
Niên giám thống kê Việt Nam, 2004
Quy trình chế biến thủy sản tạo ra một lượng nước thải có chứa hàm lượng lớn các chất hòa tan, các chất dạng keo và dạng hạt Mức độ ô nhiễm phụ thuộc vào từng quy trình Mức độ ô nhiễm nhỏ (rửa), ô nhiễm nhẹ (cá fillet), ô nhiễm nặng (bể lưu giữ có nhiều dung dịch máu) và vũng nước lầy từ quy trình cá
Hình 2.2 Tiếp nhận nguyên liệu đầu vào Hình 2.3 Nước thải chế biến thủy sản
Nước thải từ quy trình thủy sản chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ hòa tan và chất hữu cơ lơ lửng Điều này thể hiện qua thông số BOD và COD Dầu mỡ động thực
Trang 36vật cũng thể hiện với hàm lượng lớn Thông thường, SS và thành phần dinh dưỡng như là nitơ và phospho rất cao đồng thời cùng với sự hiện diện của mùi khó chịu Ngoài ra hàm lượng natri clorua cao từ các bể chứa, các quy trình sản xuất và các dung dịch muối
Những loại chính được tìm thấy trong quy trình cá là máu, sản phẩm dư thừa, các
cơ quan nội tạng, vây cá, đầu cá, da bì và thịt dư thừa Những quy trình chính trong sản xuất như là tiếp nhận, vận chuyển nguyên liệu từ tàu thuyền, phân loại, cân, giai đoạn chuẩn bị (mổ, tróc vảy, cắt miếng, vứt bỏ ruột và bì) Thành phần hữu cơ
có trong nước thải được tạo ra từ các quy trình này
Nước thải ngành công nghiệp thủy sản có thể phân thành 2 loại: nước thải với lưu lượng lớn nồng độ chất ô nhiễm thấp và nước thải lưu lượng nhỏ với nồng độ ô
nhiễm cao (Miroslav Colic và cộng sự)
Trong ngành công nghiệp thủy sản, vấn đề môi trường chính liên quan đến việc sử dụng một lượng lớn nước đầu vào cho quy trình, bao gồm nước rửa nguyên liệu đầu vào và sản phẩm, lau chùi máy móc, thiết bị, nước rửa sàn nhà Nói chung, khoảng
90 – 95% lượng nước tiêu thụ bị biến thành nước thải ô nhiễm cao (Nguyễn Phước
Dân và cộng sự, 2002) Quy trình thủy sản đông lạnh tiêu thụ lượng nước rất lớn,
liệu cá đầu vào Nước thải trong quy trình cá nói chung có tải trọng hữu cơ và dinh dưỡng cao Chất thải này được thải bỏ một cách phổ biến ra các bờ biển Nước thải
liệu đầu vào và nước muối được sử dụng trong các quy trình khác nhau Hàm lượng muối cao làm giảm khả năng phân hủy sinh học trong các công trình xử lý
Ở thành phố Hồ Chí Minh, ngành công nghiệp thủy sản là một trong những ngành công nghiệp chính gây ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng Hàm lượng BOD5 trung bình thay đổi từ 1200 đến 1800 mg/l, COD từ 1600 đến 2300 mg/l Hơn nữa, trong nước thải chứa hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS) cũng rất cao từ 150 đến 200 mg/L, hàm lượng ni tơ thay đổi từ 20 đến 110 mg/l Tải trọng ô nhiễm từ nền công
Trang 37nghiệp thủy sản và các ngành công nghiệp khác ở khu vực sông Đồng Nai chỉ ra trong bảng (2.3)
Bảng 2.3 So sánh tải trọng ô nhiễm từ quy trình thủy sản và công nghiệp khác
trong khu vực sông Đồng Nai (DOSTE – HCMC và CEFINIA, 1998)
Trang 382.3 Các công nghệ xử lý nước thải thủy sản
Nguồn phát sinh của nước thải từ quá trình chế biến thủy sản bao gồm nhiều nguồn như sau: nước rửa nguyên liệu, thành phẩm, nước vệ sinh nhà xưởng, máy móc, nước vệ sinh của công nhân Tuy nhiên nguồn nước ô nhiễm chính là từ quá trình chế biến thủy sản
Do đặc tính nước thải ngành chế biến thủy sản chứa lượng chất hữu cơ lớn, tỉ số
BOD/COD dao động khoảng từ 0.5 đến 0.7 (Lâm Minh Triết, 2006; Nguyễn Văn
Phước, 2005) nên biện pháp xử lý thường được áp dụng là sử dụng các công trình
xử lý sinh học
Trong nước thải còn chứa lượng cặn khá lớn, các mảnh vụn nguyên liệu có đặc tính
cơ học tương đối bền vì thế trước khi đưa vào hệ thống xử lý sinh học, nước thải
cần được xử lý bằng các công trình xử lý cơ học để loại bỏ cặn này (Trịnh Xuân
Lai, 2000)
Do lưu lượng và chất lượng nước thải chế biến thủy sản thay đổi rất lớn theo thời gian, do đó trong công nghệ thường phải sử dụng bể điều hòa có dung tích đủ lớn để
ổn định nước thải dòng vào trươc khi qua các công trình xử lý sinh học tiếp theo
Nước thải sau khi xử lý sinh học vẫn còn một số vi sinh vật gây bệnh, do đó phải qua giai đoạn khử trùng trước khi xả ra ngoài môi trường
Với những tính chất và đặc tính của nước thải thủy sản đã nêu trên, một số công nghệ xử lý nước thải đã được áp dụng như sơ đồ dưới đây
Trang 39Sơ đồ công nghệ 1
Hình 2.4 Sơ đồ công nghệ 1 xử lý nước thải thuỷ sản (Lâm Minh Triết, 2006)
Thuyết minh sơ đồ công nghệ
Bể thu gom
Khí
Nước tuần hoàn Tuyển nổi
Trang 40Nước thải từ các phân xưởng sản xuất tập trung về hệ thống xử lý theo hệ thống cống riêng và được đưa qua công đoạn xử lý sơ bộ Đầu tiên, nước thải đi vào bể lắng cát để tách các chất rắn có tỉ trọng tương đối lớn như cát, bùn… sau đó, nước
thải đi qua lược rác thô để tách các chất rắn có kích thước lớn như: bao nilon, giấy
Bể điều hoà:
Nước thải được đưa sang bể điều hoà để điều hòa lưu lượng và các thành phần (BOD, COD, SS…) của nước thải Do tải lượng các chất hữu cơ trong nước thải thủy sản khá cao, nước thải chủ yếu tập trung vào ban ngày nên bể điều hoà cần có một dung tích khá lớn để lưu giữ nước thải trong thời gian dài Nhờ oxy cung cấp từ các máy thổi khí, nước thải được khuấy trộn giúp các chất rắn lơ lửng không lắng lại trong bể, tránh hiện tượng lên men yếm khí xảy ra, đồng thời cũng làm giảm một phần nồng độ BOD, COD trong nước thải