- Trang Chủ
- Nông - Lâm - Ngư
- Luận văn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh với năng suất 8 tấn sản phẩm/ngày
Xem mẫu
- Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
Luận văn
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải
nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
với năng suất 8 tấn sản phẩm/ngày
SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 1
GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
- Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
MỞ ĐẦU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Ngành công nghiệp chế biến thủy hải sản đã và đ ang đem lại những lợi nhuận
không nhỏ cho nền kinh tế Việt Nam nói chung và của ngư ời nông dân nuôi trồng thủy
hải sản nói riêng. Nhưng bên cạnh những lợi ích mà nó mang lại như giảm đối nghèo,
tăng trưởng GDP cho quốc gia thì nó cũng để lại những hậu quả thật khó lường đối với
môi trường sống của chúng ta. Hậu quả là các con sông, kênh rạch nước bị đen bẩn và
bốc mùi hôi thối một phần là do việc sản xuất và chế biến thủy hải sản thải ra một
lượng lớn n ước thải có mùi hôi tanh vào môi trường mà không qua bất kỳ giai đoạn xử
lý nào. Chính điều này đã gây ảnh hưởng rất lớn đối với con ngư ời và hệ sinh thái gần
các khu vực có lượng nư ớc thải này thải ra.
Đứng trước những đòi hỏi về một môi trường sống trong lành của người dân,
cũng như qui định về việc sản xuất đối với các doanh nghiệp khi nước ta gia nhập
WTO đ òi hỏi mỗi một đơn vị sản xuất kinh doanh phải cần có một hệ thống xử lý
nước thải nhằm giảm thiểu ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.
Trư ớc những vấn đề cấp bách đó, em đã chọn đề tài “ Thiết kế hệ thống xử lý
nước thải nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh với năng suất 8 tấn sản
phẩm/ngày” sẽ giải quyết được vấn đề ô nhiễm từ nguồn nư ớc thải của nhà máy, góp
phần bảo vệ nguồn n ước nhằm phục vụ lâu dài cho nhu cầu phát triển kinh tế xã hội
theo hướng phát triển bền vững.
1.2 Mục đích nghiên cứu
Xử lí nước thải nh à máy ho ạt động chấ biến thủy sản đông lạnh với năng suất 8
tấn sản phẩm /ngày, chất lượng nước thải sau xử lí đạt loại A (theo TCVN 5945 –
2005) đ ể có thể thải vào nguồn tiếp nhận.
1.3 Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp phân tích vi sinh vật
- Phương pháp phân tích xử lí số liệu .
- Phương pháp sưu tầm, thống kê số liệu.
SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 2
GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
- Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Tổng quan về nghành chế biến thủy sản đông lạnh
1.1.1 Hướng phát triển của ngành chế biến thuỷ sản đông lạnh ở nước ta
Nhu cầu thực phẩm trên thế giới ngày càng cao, mức tiêu dùng ngày càng lớn.
Mà mỗi nước có những thế mạnh khác nhau về từng loại mặt hàng, bên cạnh đó cũng
có nhiều mặt hàng không đủ đáp ứng cho người tiêu dùng thì việc nhập từ các nước
khác là điều tất yếu.
Ở nước ta, nguyên liệu d ành cho chế biến thuỷ sản đông lạnh rất phong phú và
đa dạng từ các loại thuỷ sản tự nhiên cho đến các loại thuỷ sản nuôi nên rất thuận lợi
cho sự phát triển của ngành công nghiệp n ày, với các đặc sản như: cá lạnh đông, mực
lạnh đông, tôm lạnh đông…
Hiện nay có h ơn 150 cơ sở, nhà máy chế biến thuỷ sản đông lạnh rãi rác kh ắp
các tỉnh và thành phố, đặc biệt ở Thành phố Hồ Chí Minh tập trung khoảng 36 công ty,
xí nghiệp thuộc ngành này. Công ty xuất nhập khẩu thuỷ sản Seaspimex, công ty nông
sản thực phẩm xuất khẩu Thành phố Hồ Chí Minh, xí nghiệp quốc doanh chế biến
hàng xuất khẩu Cầu Tre là một trong những đơn vị đi đầu trong lĩnh vực chế biến thực
phẩm, chế biến lạnh đông với năng xuất lớn hơn 950 tấn thực phẩm đặc biệt xuất khẩu
sang các nước Châu Âu. Ở Đà Nẵng, nhà máy ch ế biến thực phẩm Danifood đ ã cung
cấp một lượng sản phẩm từ chế biến thuỷ sản tương đối lớn cho người tiêu dùng và
cho xuất khẩu.
Nhìn chung công nghiệp chế biến thuỷ sản ở nư ớc ta khá phát triển và mang lại hiệu
quả kinh tế – xã hội cao. Trong tương lai ngành công nghiệp này sẽ mở rộng hơn với
năng su ất và ch ất lượng cao hơn để đáp ứng thị hiếu của người tiêu dùng và xuất khẩu.
SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 3
GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
- Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
1.1.2 Nguồn gốc phát sinh, thành phần và tác động môi trường của các chất ô
nhiễm trong ngành chế biến thủy sản.
1.1.2.1 Nguồn gốc phát sinh.
Nguyên liệu
Tiếp nhận và bảo quản Nước thải
Nước Rửa sơ bộ Nước thải
Phân loại
Loại bỏ nội tạng và những
Xử lí phần không cần thiết
Nước Rửa sạch
Nước thải
Làm ráo
Xếp khuôn
Nước thải không cần xử lí
Lạnh đông
Nước
Ra khuôn
Nước Nước thải
Đóng gói
Trữ đông
SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 4
GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
- Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
- Nước thải từ các công đoạn trong quy trình sản xuất của nh à máy:
+ Công đoạn tiếp nhận và b ảo quản nguyên liệu: lượng n ước thải từ công đoạn
này là do lượng đá ướp nguyên liệu chảy ra.
+ Công đoạn rửa sơ bộ
+ Công đoạn rửa, làm ráo nguyên liệu sau khi cắt bỏ nội tạng và ngững phần
không cần thiết.
+ Công đoạn lạnh đông sản phẩm: lư ợng nước thải từ quá trình này do làm mát
phá băng. Lượng nước thải này không chứa nhiều chất bẩn do đó không cần xử lí.
+ Công đoạn ra khuôn sản phẩm sau khi đông lạnh: lượng nước thải sinh ra do
quá trình tách sản ph ẩm ra khỏi khuôn sau khi làm lạnh.
- Nước thải từ các quá trình khác:
+ Nước từ các quá trình rửa thiết bị, nhà xưởng, dụng cụ chứa nguyên liệu và
sản phẩm.
+ Từ quá trình làm nguội máy móc và phá băng ở các d àn làm lạnh
+ Nước thải sinh hoạt trong nhà máy
1.1.2.2 Thành phần và tính chất nước thải thủy sản.
Bảng 1.1 Tính chất, thành ph ần của nước thải thủy sản đông lạnh
Thông số Đơn vị Giá trị
pH 6 ,3 ÷ 7,2
COD mg/l 1000 ÷ 1200
BOD5 mg/l 600 ÷ 950
Nitơ hữu cơ mg/l 70 ÷ 110
Tổng photpho mg/l 8
SS mg/l 100 ÷ 300
[1,tr 409 - 410]
Với các quy trình công nghệ như trên thì nguồn phát sinh chất thải gây ô nhiễm
chủ yếu trong các công ty chế biến thủy sản đông lạnh thì đ ược chia làm ba dạng: chất
thải rắn, chất thải lỏng và ch ất thải khí.
Chất thải rắn
Chất thải rắn thu đư ợc từ quá trình chế biến tôm, mực, cá, sò có đầu vỏ tôm, vỏ
sò, da, mai mực, nội tạng… Thành phần chính của phế thải sản xuất các sản phẩm thuỷ
sản chủ yếu là các chất hữu cơ giàu đạm, canxi, phốtpho. To àn bộ phế liệu này đư ợc
SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 5
GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
- Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
tận dụng để chế biến các sản phẩm phụ, hoặc đem bán cho dân làm thức ăn cho người,
thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm hoặc thuỷ sản.
Ngoài ra còn có một lượng nhỏ rác thải sinh hoạt, các bao bì, dây niềng hư
hỏng hoặc đ ã qua sử dụng với thành ph ần đặc trưng của rác thải đô thị.
Chất thải lỏng
Nước thải trong công ty chế biến thủy sản đông lạnh phần lớn là nước thải trong
quá trình sản xuất bao gồm nước rửa nguyên liệu, bán th ành ph ẩm, nước sử dụng cho
vệ sinh và nhà xưởng, thiết bị, dụng cụ chế biến, nước vệ sinh cho công nhân.
Lượng nước thải và nguồn gây ô nhiễm chính là do nước thải trong sản xuất.
Chất thải khí
Khí th ải sinh ra từ công ty có thể là:
- Khí thải Chlor sinh ra trong quá trình kh ử trùng thiết bị, nhà xưởng chế
biến và khử trùng nguyên liệu, bán thành phẩm.
- Mùi tanh từ mực, tôm nguyên liêu, mùi hôi tanh từ nơi chứa phế thải, vỏ
sò, cống rãnh.
1.1.2.3 Tác động của nước thải thủy sản đông lạnh đến môi trường.
Nước thải chế biến thuỷ sản 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, nư ớc thải chế biến thuỷ sản 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 th ành nước sạch cung cấp cho sinh hoạt.
Đối với các nguồn nước mặt, các chất ô nhiễm có trong nước thải chế biến
thu ỷ sản sẽ làm suy thoái chất lượng nước, tác động xấu đến môi trường và thủy sinh
vật, cụ thể như sau:
1.1.2.3.1 Các chất hữu cơ.
Dựa vào đ ặc điểm dể bị phân hu ỷ do vi sinh vật có trong nước m à có th ể phân chất
hữu cơ thành:
- Các chất hữu cơ dễ phân hủy
Đó là các hợp chất protein, hyđratcacbon, chất béo nguồn gốc Động vật và
Thực vật. Đây là những chất gây ô nhiễm chính có nhiều trong nước thải sinh hoạt,
nước thải từ các xí nghiệp chế biến thực phẩm. Các hợp chất này ch ủ yếu làm suy
SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 6
GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
- Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
giảm oxy hoà tan trong nước dẫn đến suy thoái tài nguyên thu ỷ sản và làm giảm chất
lượng nước cấp sinh hoạt.
- Các chất hữu cơ khó b ị phân hủy
Đó là những chất có vòng thơm (hiđratcacbua của dầu khí), các chất đa vòng
ngưng tụ, các hợp chất clo hữu cơ, photpho hữu cơ… trong số các chất n ày có nhiều
hợp chất là các chất hữu cơ tổng hợp. Hầu hết chúng là các chất có độc tính đối với
sinh vật và con ngư ời, chúng tồn lưu lâu dài trong môi trường và cơ th ể sinh vật, gây
độc tích luỹ, ảnh hưởng nguy hại đến cuộc sống.
- Một số hợp chất có độc tính cao trong môi trường nước
Các ch ất hữu cơ có độc tính cao thường khó bị phân huỷ bởi vi sinh vật. Trong
tự nhiên chúng khá bền vững, có khả năng tích lu ỹ và lưu giữ lâu d ài trong môi trường,
gây ô nhiễm và làm ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái. Chúng có thể gây ngộ độc hoặc là
tác nhân gây những bệnh hiểm nghèo cho động vật cũng như con người.Các chất này
thường gặp là polyclorophenol, polyclorobiphenyl (PCB), các thuốc trừ sâu, thuốc diệt
cỏ…
1.1.2.3.2 Các chất vô cơ
Trong nước thải có một lượng khá lớn các chất vô cơ tu ỳ thuộc vào nguồn nước
thải, đặc biệt trong nước thải công nghiệp còn có thể chứa các kim loại nặng có độc
tính cao như Hg, Cr…
- Các ch ất chứa Nitơ: Trong nước, hợp chất chứa Nitơ thường tồn tại ở 3 dạng:
hợp chất hữu cơ, amoniac và d ạng oxy hoá (nitrat, nitrit).
+ Amoniac (NH3): với nồng độ 0,01mg/l NH3 đã gây độc cho cá qua đường
máu, nồng độ 0,2 ÷ 0,5 mg/l đã gây độc cấp tính.
+ Nitrat (NO3-): khi hàm lượng NO3- trong nước trên 10 mg/l làm cho rong tảo
dể phát triển, gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng n ước sinh hoạt và nuôi trồng thuỷ
sản.
Bản thân NO3- không phải là chất có độc tính nhưng ở trong cơ thể nó chuyển
hoá thành nitrit (NO2-) rồi kết hợp với một số chất khác có thể tạo th ành các hợp chất
nitrozo, là các ch ất có khả năng gây ung thư.
Hàm lư ợng NO3- trong nư ớc cao mà uống phải sẽ gây bệnh thiếu máu, làm trẻ xanh
xao do chức năng của hemoglobin bị giảm.
SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 7
GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
- Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
- Các hợp chất chứa Photpho: Trong nước photpho thường ở các dạng muối
photphat của axit photphorit (H2PO4-, HPO4-2, PO4-3), hợp chất photpho hữu cơ… bản
thân photphat không ph ải là chất gây độc, nhưng quá cao trong nước sẽ làm cho nước
có hiện tượng “nở hoa”, làm giảm ch ất lượng nư ớc.
- Một số kim loại nặng: Hầu hết các kim loại nặng đều có độc tính cao đối với
người và động vật. Trong nước thải công nghiệp thường có các kim loại nặng nh ư Hg,
Cr, Pb…
+ Chì (Pb): thường tồn tại ở 2 dạng Pb+2 và Pb+4 nhưng hay gặp nhất và có độ
bền cao nhất là muối của Pb +2. Chì có độc tính với Não, có khả năng tích luỹ lâu d ài
trong cơ thể, nhiễm độc có thể gây chất người. Chì có trong nước thải các xí nghiệp
sản xuất pin, acquy, luyện kim…Trên cơ sở liều chịu đựng của cơ thể là 3,5 µg/l, trong
nước uống qui định cho hàm lượng ch ì là 10 ÷ 40 µg/l, trong nước sinh hoạt theo
TCVN là 0,05 µg/l.
+ Crom (Cr): có tính độc cao đối với người và động vật, độc nhất là Cr VI.
Nồng độ cho phép của WHO đối với Cr là 0,05 mg/l trong nước uống, TCVN qui định
Cr VI trong nước sinh hoạt là 0,05 mg/l.
- Một số chất hữu cơ khác cần quan tâm trong nước.
+ Ion sunphat (SO4-2): khi ở nồng độ cao có thể gây ra bệnh đi tháo, mất nước,
nhiễm độc đối với cá, ảnh hưởng tới việc hình thành H2S trong nước…
+ Clorua (Cl-): làm nước có vị mặn, ở nồng độ cao có tác hại đối với cây
trồng…
+ Hyđrosunfua (H2S): được hình thành chủ yếu từ môi trường nước yếm khí, có
mùi trứng thối. Giới hạn phát hiện về mùi và vị của H2S trong nước là 0,05 ÷ 0,1 mg/l
và tiêu chuẩn chung cho nước sinh hoạt là dưới ngưỡng nồng độ cảm nhận về mùi và
vị.
1.1.2.3.3 Các vi sinh vật gây bệnh có trong nước thải
Các sinh vật gây bệnh cho người, động vật, thực vật gồm có vi khuẩn, virut,
giun, sán… nhưng chủ yếu là vi khu ẩn và virut.
Các vi khuẩn samonella, shigella… thường sống rất lâu từ 40 ngày đ ến nhiều
tháng trong nước thải, chúng gây bệnh thương hàn, bệnh lị… cho người và động vật.
Ngoài ra, trong nước thải có thể có nhiều loại virut (như virut đường ruột, virut viêm
gan A…) và các loại giun sán ( như sán lá gan, sán dây…)
SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 8
GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
- Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
1.1.3 Một vài thông số cơ bản đánh giá chất lượng nước
1.1.3.1 Độ pH:
Độ pH là một trong những chỉ tiêu xác định đối với nư ớc cấp và nư ớc thải. Chỉ
số này cho th ấy cần thiết phải trung hoà hay không và tính lượng hoá chất cần thiết
trong quá trình xử lý đông keo tụ, khử khuẩn…
Sự thay đổi pH làm thay đổi các quá trình hoà tan hoặc keo tụ, làm tăng hoặc
giảm vận tốc của các phản ứng hoá sinh xảy ra trong nước.
1.1.3.2 Chất rắn lơ lửng dạng huyền phù (SS)
Chất rắn lơ lửng dạng huyền phù (SS) là trọng lư ợng khô của chất rắn còn lại
trên giấy lọc sợi thuỷ tinh khi lọc 1 lít nước qua phểu lọc Gooch rồi sấy khô ở 103 ÷
105 0C tới khi trọng lượng không đổi. Đơn vị tính thường dung là mg/l.
1.1.3.3 Chỉ số BOD
BOD: là nhu cầu oxy sinh học tức là lượng oxy cần thiết để oxy hoá các chất
hữu cơ có trong nước bằng vi sinh vật.
Xác định BOD được dùng rộng rải trong kỷ thuật môi trường để:
- Tính gần đúng lượng oxy cần thiết để oxy hoá các chất hữu cơ d ể phân hủy có
trong nước thải.
- Làm cơ sở tính toán kích thước các công trình xử lý.
- Xác định hiệu suất xử lý của một số quá trình.
- Đánh giá chất lượng nước sau khi xử lý được phép thải vào các nguồn nước.
Phương pháp xác định BOD có một số hạn chế:
- Yêu cầu vi sinh vật trong mẫu phân tích cần phải có nồng độ các tế bào sống
đủ lớn và các vi sinh bổ sung phải được thích nghi với môi trư ờng.
- Nếu nước thải có các chất độc hại phải xử lý sơ bộ để loại bỏ các chất đó, sau
đó m ới tiến hành phân tích, đồng thời cần chú ý giảm ảnh hưởng của các vi khuẩn
nitrat hoá.
- Thời gian phân tích quá dài.
Trong thực tế người ta không thể xác định lượng oxy cần thiết để phân hủy
hoàn toàn chất hữu cơ b ằng phương pháp sinh học m à ch ỉ xác định chỉ số BOD5.
BOD5: là lượng oxy cần thiết để oxy hoá các chất hữu cơ bằng vi sinh vật trong
5 n gày đ ầu ở nhiệt độ 20 0C.
SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 9
GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
- Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
1.1.3.4 Chỉ số COD
COD: là nhu cầu oxy hoá học tức là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hoá toàn bộ
các ch ất hữu cơ có trong nước thành CO2 và H2O.
COD và BOD đ ều là các thông số định lượng chất hữu cơ có trong nước có khả
năng b ị oxy hoá nhưng BOD ch ỉ thể hiện các chất hữu cơ có thể bị oxy hoá bằng vi
sinh vật có trong nước, còn COD cho thấy toàn bộ chất hữu cơ có trong nước bị oxy
hoá bằng tác nhân hoá học. Do đó tỉ số COD/BOD luôn lớn hơn 1, tỉ số này càng cao
thì m ức độ ô nhiễm của nước càng n ặng. Trong xử lý nước thải, ngư ời ta cũng thường
hay xác định chỉ số tổng nitơ và tổng photpho để chọn phương án làm sạch các ion này
hoặc cân đối dinh dư ỡng trong kỹ thuật bùn hoạt tính.
1.2 Các phương pháp xử lí nước thải
Nước thải chứa nhiều tạp chất khác nhau, mục đích của quá trình xử lý nư ớc
thải là khử các tạp chất đó sao cho sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn chất lượng ở mức chấp
nhận được theo các chỉ tiêu đ ã đặt ra. Hiện nay có nhiều biện pháp xử lý nước thải
khác nhau. Thông thường quá trình được bắt đầu bằng phương pháp cơ học, tuỳ thuộc
vào đặc tính, lưu lư ợng nước thải và m ức độ làm sạch m à nguời ta chọn tiếp phương
pháp hoá lí, hoá học, sinh học hay tổng hợp các phương pháp này để xử lý. Các
phương pháp xử lý n ước thải thường dùng:
1.2.1 Phương pháp x ử lí bằng cơ học:
Phương pháp này dùng để xử lý sơ bộ, giúp loại bỏ các tạp chất rắn kích cỡ
khác nhau có trong nước thải như: rơm cỏ, gỗ, bao bì chất dẻo, giấy, dầu mỡ nổi, cát
sỏi, các vụn gạch ngói… và các hạt lơ lửng huyền phù khó lắng
Phương pháp lọc:
- Lọc qua song chắn, lưới chắn:
Mục đích của quá trình này là loại bỏ những tạp chất, vật thô và các chất lơ
lửng có kích thước lớn trong nước thải để tránh gây ra sự cố trong quá trình vận hành
xử lý nước thải. Song chắn, lưới chắn hoặc lưới lọc có thể đặt cố định hay di động,
cũng có thể là tổ hợp cùng với máy nghiền nhỏ. Thông dụng h ơn là các song chắn cố
định.
- Lọc qua vách ngăn xốp:
SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 10
GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
- Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
Cách này được sử dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi
nước thải mà các bể lắng không thể loại được chúng. Phương pháp cho phép chất lỏng
đi qua và giữ pha phân tán lại, quá trình có thể xảy ra d ưới tác dụng của áp suất thủy
tĩnh của cột chất lỏng, áp suất cao trước vách ngăn hoặc áp suất chân không sau vách
ngăn.
Phương pháp lắng
- Lắng dưới tác dụng của trọng lực:
Phương pháp này nhằm loại các tạp chất ở dạng huyền phù thô ra khỏi nước.
Để tiến hành quá trình người ta thư ờng dùng các loại bể lắng khác nhau: bể lắng cát,
bể lắng cấp 1, bể lắng cấp 2. Ở bể lắng cát, d ưới tác dụng của trọng lực th ì cát n ặng sẽ
lắng xuống đáy và kéo theo một phần chất đông tụ. Bể lắng cấp 1 có nhiệm vụ tách các
ch ất rắn hữu cơ (60%) và các ch ất rắn khác. Bể lắng cấp 2 có nhiệm vụ tách bùn sinh
học ra khỏi n ước thải.
- Lắng dưới tác dụng của lực ly tâm và lực nén: Nh ững hạt lơ lửng còn được
tách b ằng quá trình lắng dưới tác dụng của lực ly tâm trong các xyclon thuỷ lực hoặc
máy ly tâm.
Ngoài ra, trong nước thải sản xuất có các tạp chất nổi (dầu mỡ bôi trơn, nhựa
nhẹ…) cũng được xử lý bằng phương pháp lắng.
1.2.2 Xử lý bằng phương pháp hoá lý và hoá học
Phương pháp trung hòa:
Nước thải sản xuất của nhiều lĩnh vực có chứa axit hoặc kiềm. Để nước thải
được xử lý tốt ở giai đoạn xử lý sinh học cần phải tiến h ành trung hòa và đ iểu chỉnh
pH về vùng 6,6 ÷ 7,6. Trung hòa còn có mục đích làm cho một số kim loại nặng lắng
xuống và tách khỏi nước thải. Dùng các dung d ịch axit hoặc muối axit, các dung dịch
kiềm hoặc oxit kiềm để trung ho à nước thải.
Phương pháp keo tụ
Để tăng nhanh quá trình lắng các chất lơ lửng phân tán nhỏ, keo, thậm chí cả
nhựa nhũ tương polyme và các tạp chất khác, người ta dùng phương pháp đông tụ để
làm tăng kích cở các hạt nhờ tác dụng tương hổ giữa các hạt phân tán liên kết vào tập
hợp hạt để có thể lắng được. Khi lắng chúng sẽ kéo theo một số chất không tan lắng
theo nên làm cho nước trong hơn.
SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 11
GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
- Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
Việc chọn loại hóa chất, liều lượng tối ưu của chúng, thứ tự cho vào nước,…
phải đ ược thực hiện bằng thực nghiệm. Các chất đông tụ thường dùng là nhôm sunfat,
sắt sunfat, sắt clorua…
Phương pháp Oxy hóa – K hử
Để làm sạch nước thải người ta có thể sử dụng các chất oxy hóa như: Clo ở
dạng khí và lỏng trong môi trường kiềm, vôi clorua (CaOCl2), hipoclorit, ozon,…và
các ch ất khử như: Natri sunfua (Na2S), Natri sunfit (Na2SO3), sắt sunfit
(FeSO4),…Trong phương pháp này các ch ất độc hại trong nước thải được chuyển
thành các chất ít độc hơn và tách ra khỏi nước bằng lắng hoặc lọc. Tuy nhiên quá trình
này tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hóa học nên phương p háp này chỉ được dùng
trong những trường hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước thải có tính chất
độc hại và không thể tách bằng những phương pháp khác.
Phương pháp tuy ển nổi
Phương pháp này d ựa trên nguyên tắc: các phần tử phân tán trong nước có khả
năng tự lắng kém nhưng có khả năng kết dính vào các bọt khí nổi lên trên b ề mặt
nước, sau đó người ta tách bọt khí cùng các phần tử dính ra khỏi nước. Thực chất đây
là quá trình tách bọt hay làm đặc bọt.
Khi tuyển nổi người ta thường thổi không khí thành bọt khí nhỏ li ti, phân tán
và bảo h òa trong nước.
1.2.3 Xử lý bằng phương pháp sinh học
Cơ sở của phương pháp là dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật, chủ yếu là vi
khuẩn dị d ưỡng hoại sinh có trong nước thải. Quá trình hoạt động của chúng cho kết
quả là các ch ất hữu cơ gây nhiễm bẩn được khoáng hóa và trở thành những chất vô cơ,
những chất đơn giản hơn, các chất khí và nước. Mức độ và thời gian phân hủy phụ
thuộc vào cấu tạo của chất hữu cơ đó, độ hoà tan trong nư ớc và hàng loạt các yếu tố
ảnh hưởng khác.
Vi sinh vật trong nước thải sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng
làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng. Quá trình dinh dưỡng làm cho chúng sinh
sản, phát triển tăng số lượng tế bào, đồng thời làm sạch các chất hữu cơ hòa tan hoặc
các h ạt keo phân tán nhỏ. Do đó trong xử lý nước thải người ta phải loại bỏ các tạp
ch ất phân tán thô hoặc các chất có hại đến sự hoạt động của vi sinh vật ra khỏi nước
thải ở giai đoạn xử lý sơ b ộ.
SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 12
GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
- Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
Căn cứ vào tính chất hoạt động của vi sinh vật có thể chia phương pháp xử lí
sinh học ra thành 3 nhóm chính như sau:
1.2.3.1 Phương pháp hiếu khí
Các quá trình hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc trong các điều
kiện nhân tạo. Quá trình xử lý bằng hiếu khí nhân tạo, ngư ời ta đã tạo ra các điều kiện
tối ưu cho quá trình oxy hoá nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất
nhiều.
Các phương pháp hiếu khí dựa trên nguyên tắc là các vi sinh vật hiếu khí phân
hủy các chất hữu cơ trong điều kiện có oxy hoà tan.
vi sinh vật
Chất hữu cơ + O2 H2O + CO2 + NH3 + ...
Ở đ iều kiện hiếu khí, NH4+ cũng được sử dụng nhờ quá trình nitrat hoá của vi
sinh vật tự dưỡng để cung cấp năng lượng:
vi sinh vật tự dư ỡng
NH4+ + 2 O2 NO3 - + 2 H+ + H2 O + Q
Bể hiếu khí bùn hoạt tính – Bể Aerotank
Là b ể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào b ể để
trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong n ước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh
vật oxy hóa 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 ch ất nền
(BOD) và ch ất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ
không hòa 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 ph ải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đ ã 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 ho ạt tính dư được đ ưa về bể nén bùn ho ặc các công
trình xử lý bùn cặn khác để xử lý. Bể Aerotank hoạt động phải có hệ thống cung cấp
khí đầy đủ và liên tục.
1.2.3.2 Phương pháp thiếu khí
Các phương pháp xử lý thiếu khí thường đ ược áp dụng để loại các chất dinh
dưỡng như nitơ, Photpho, các yếu tố gây hiện tượng bùng nổ tảo trên bề mặt nước thải.
Nguyên lý của phương pháp là trong điều kiện thiếu oxy hoà tan việc khử n itrat
hóa sẽ xảy ra:
SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 13
GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
- Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
vi sinh vật
NO3- NO2-
vi sinh vật
NO2- + ch ất hữu cơ N 2 + CO 2 + H 2 O
1.2.3.3 Phương pháp kị khí
Thường được sử dụng để chuyển hoá các chất hữu cơ trong ph ần cặn của nước
thải bằng vi sinh vật hô hấp tùy tiện hoặc vi sinh vật kị khí, trong đó ưu thế là vi sinh
vật kị khí.
Quá trình phân hủy kị khí các chất hữu cơ thường xảy ra theo hai h ướng chính:
+ Lên men axit: Đây là quá trình thủy phân và chuyển hoá các sản phẩm thủy
phân (như axit béo, đường...) thành các axit có phân tử lượng thấp và rượu mạch ngắn
hơn và cuối cùng thành CO2
+ Lên men mêtan: Phân hủy các chất hữu cơ thành CH4 và CO2
Một số ứng dụng của phương pháp kỵ khí: hầm biogas (xử lý phân, rác, nước
thải công nghiệp thực phẩm), hệ thống UASB ...
Quá trình phân hủy có thể được chia ra các giai đoạn như sau:
Giai đoạn Vật chất Loại vi khuẩn
V ật chất hữu cơ
Lypolitic,
Proteins Hydrocarbon Lipids
proteoletic
Thủy phân
Đường
Acid amin Acid Béo
Vi khuẩn lên
m en
Acid hóa
Acid có phân tử lượng thấp và
các chất khác
Vi khuẩn tạo
Acetic hóa
Acetat/ Hydro khí H2
Vi khu ẩn methane
Methane hóa CH4/ CO2
SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 14
GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
- Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
Quá trình xử lý sinh học có thể đạt được hiệu suất khử trùng 99,9%, theo BOD
có thể đạt tới 90 – 9 5%. Thông thường giai đoạn xử lý sinh học tiến hành sau giai đoạn
xử lý cơ học. Bể lắng đặt sau giai đoạn xử lý cơ học gọi là b ể lắng I. Bể lắng dùng để
tách màng sinh học (đặt sau bể bophin) hoặc tách bùn ho ạt tính (đặt sau bể aerotank)
gọi là bể lắng II.
Trong trường hợp xử lý sinh học nước thải bằng bùn hoạt tính thường đưa 1
phần bùn ho ạt tính quay trở lại ( bùn tu ần ho àn) để tạo điều kiện cho quá trình sinh học
hiệu quả. Phần bùn còn lại gọi là bùn dư, thường đưa tới bể nén bùn để làm giảm thể
tích trước khi đ ưa tới các công trình xử lý cặn b ã b ằng phương pháp sinh học.
Quá trình xử lý trong điều kiện nhân tạo không loại trừ triệt để các loại vi
khuẩn, nhất là vi trùng gây b ệnh và truyền nhiễm. Bởi vậy, sau giai đoạn xử lý sinh
học trong điều kiện nhân tạo cần thực hiện khử trùng nước thải trước khi xả vào môi
trường.
Trong quá trình xử lý nước thải bằng bất ký phương pháp nào cũng tạo nên 1
lương cặn bã đáng kể (= 0.5 – 1 % tổng lư ợng nước thải). Nói chung các loại cặn giữ
lại ở trên các công trình xử lý nước thải đều có mùi hôi thối rất khó chịu (nhất là cặn
tươi từ bể lắng I) và nguy hiểm về mặt vệ sinh. Do vậy, nhất thiết phải xử lý cặn b ã
thích đáng.
Để giảm hàm lượng chất hữu cơ trong cặn bã và để đạt các chỉ tiêu vệ sinh
thường sử dụng phương pháp xử lý sinh học kỵ khí trong các hố bùn ( đối với các trạm
xử lý nhỏ), sân phơi bùn, thiết bị sấy khô bằng cơ h ọc, lọc chân không, lọc ép…( đối
với trạm xử lý công suất vừa và lớn). Khi lượng cặn khá lớn có thể sử dụng thiết bị sấy
nhiệt.
SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 15
GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
- Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ VÀ QUY TRÌNH
CÔNG NGHỆ
2.1 Các phương pháp xử lí
Việc lựa chọn phương pháp xử lý tối ưu sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố: thành
phần và tính ch ất nước thải đầu vào, yêu cầu chất lượng nư ớc đầu ra, diện tích mặt
bằng, vốn đầu tư… Căn cứ vào yêu cầu của đề là tài ch ất lượng nư ớc thải sau xử lý đạt
loại A (bảng 2.1) và dựa vào thành phần, tính chất nước thải của nh à máy có thể lựa
chọn hệ thống xử lý nước thải bằng ph ương pháp cơ học kết hợp với phương pháp xử
lý b ằng sinh học và khử trùng, trong đó phương pháp sinh học đóng vai trò quan trọng.
Bảng 2.1. Một số chỉ tiêu chất lượng nước thải công nghiệp khi tiến hành thải ra môi
trường theo TCVN 5945 – 1995.
Thông số Đơn vị Giá trị
pH 6÷9
COD mg/l 50
BOD5 mg/l 20
Tổng nitơ mg/l 30
Tổng photpho mg/l 4
SS mg/l 50
Nhìn chung dây chuyền công nghệ là tổ hợp của các công trình xử lý, trong đó
nước thải được xử lý theo từng bư ớc với thứ tự tách các cặn lớn đến cặn nhỏ, những
ch ất không hoà tan đ ến chất keo và chất ho à tan. Khử trùng là khâu cuối cùng.
SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 16
GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
- Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
2.2 Quy trình công nghệ
Nước thải
Song ch ắn rác Bải rác
Rác
Máy th ổi khí
Bể tập trung
Sân phơi cát San lấp mặt đường
Bể lắng cát
Bể điều hòa
Bể xử lý kị khí
Máy ép Bùn
Bể lắng 1 Bể nén Bùn
Bể Aerotenk Phân bón
Bể lắng 2
Bể tiếp xúc Clo Nguồn tiếp nhận
Ống dẩn bùn
Ống dẩn nước
Chú thích
Ống dẩn nước tuần ho àn
Ống dẩn bùn tuần hoàn
Ống dẩn khí
SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 17
GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
- Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
* Thuyết minh quy trình công nghệ.
Nước thải từ các công đoạn khác nhau trong quá trình sản xuất cùng với nước
thải sinh hoạt theo đường cống dẫn chung được đưa vào hệ thống xử lý. Tại đây nước
thải đư ợc xử lý lần lư ợt qua các công trình đơn vị như sau:
- Song chắn rác:
Song chắn rác được sử dụng để giữ lại các chất rắn thô có kích thước lớn có
trong nư ớc thải mà chủ yếu là rác nh ằm tránh hiện tượng tắt nghẽn đường ống, mương
dẫn hay h ư hỏng b ơm. Khi lượng rác giữ lại đã nhiều th ì dùng cào để cào rác lên rồi
tập trung lại đưa đ ến bãi rác và h ợp đồng với công nhân vệ sinh để chuyển rác đến nơi
xử lý.
Song ch ắn rác gồm các thanh đan sắp xếp cạnh nhau trên mương dẫn nước.
Thanh đan có thể tiết diện tròn hay hình chữ nhật, thường là hình chữ nhật. Song chắn
rác thường dễ dàng trượt lên xuống dọc theo 2 khe ở thành mương d ẫn và đặt nghiêng
so với mặt phẳng ngang một góc 45o hay 60 o đ ể tăng hiệu quả và tiện lợi khi làm vệ
sinh.
Do nư ớc thải nh à máy có lượng rác không lớn nên chọn song chắn rác làm bằng
thủ công.
- Bể tập trung:
Để thuận tiện cho việc phân phối nước thải cho hệ thống xử lý tiếp theo, người
ta thường thiết kế bể tập trung sau song chắn rác. Từ bể tập trung n ước thải sẽ được
bơm bơm đ ến bể lắng cát.
- Bể lắng cát:
Bể lắng cát dùng để loại bỏ các tạp chất vô cơ không hoà tan như: cát, sỏi,
sạn… và các vật liệu rắn khác có vận tốc lắng lớn hơn các chất hữu cơ có th ể phân huỷ
trong nước thải. Việc tách các tạp chất này ra khỏi nư ớc thải nhằm bảo vệ các thiết bị
máy móc khỏi bị m ài mòn, giảm sự lắng đọng các vật liệu nặng trong ống, bảo vệ
bơm…
Bể có cấu tạo giống bể chứa h ình chữ nhật, dọc một phía tường của bể đặt một
hệ thống ống sục khí nằm cao h ơn đáy bể 45 ÷ 60 cm. Dưới dàn ống sục khí là máng
thu cát. Độ dốc ngang của đáy bể i = 0,2 ÷ 0,4, dốc nghiêng về phía máng thu để cát
trược theo đáy vào máng.
SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 18
GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
- Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
Tại bể lắng cát không khí được đưa vào đáy bể, kết hợp với dòng n ước chảy
thẳng tạo thành qu ỹ đạo vòng của chất lỏng và tạo dòng ngang có tốc độ không đổi ở
đáy b ể. Do tốc độ tổng hợp của các chuyển động đó mà các chất hữu cơ lơ lững không
lắng xuống nên trong thành ph ần cặn lắng chủ yếu là cát đ ến 90 ÷ 95% và ít bị thối
rữa. Nh ưng cần phải kiểm soát tốc độ thổi khí để đảm bảo tốc độ dòng ch ảy đủ chậm
để hạt cát lắng được, đồng thời dễ dàng tách cặn hữu cơ bám trên hạt và đủ lớn không
cho các cặn hữu cơ lắng. Cát sau khi tách sẻ được chuyển đến sân phơi cát.
- Bể điều hòa:
Bể điều hoà dùng để điều hoà lưu lượng nước thải, tạo chế độ làm việc ổn định
cho các công trình phía sau, tránh hiện tượng quá tải.
Chọn bể điều hoà có thổi khí nén. Mục đích của việc thổi khí là:
+ Tạo nên sự xáo trộn cần thiết để tránh hiện tượng lắng cặn và phát sinh mùi
hôi.
+ Làm cho các ch ất ô nhiễm dễ bay hơi đi một phần hay toàn bộ.
+ Tạo điều kiện tốt cho quá trình xử lý sau đó nh ư tăng lượng oxy hoà tan trong
nước thải, tăng hiệu suất lắng nước thải ở các công đoạn sau.
- Bể lắng 1:
Bể lắng đợt 1 dùng đ ể loại bỏ bớt các tạp chất lơ lững có trong nước thải trư ớc
khi xử lý sinh học.
Nước thải chảy vào ống trung tâm qua múi phân phối và vào bể. Sau khi ra khỏi
ống trung tâm, nước thải va vào tấm chắn hướng dòng và thay đổi hướng đi xuống, sau
đó sang ngang và dâng lên thân bể. Nư ớc đ ã lắng trong tràn qua máng thu đặt xung
quanh thành bể và được dẫn ra ngo ài. Khi nước thải dâng lên thân bể và đi ra ngoài thì
cặn thực hiện chu trình ngược lại. Cặn được hệ thống thanh gạt cặn gom lại và đưa
xuống giếng cặn.
Bể lắng đợt 1 có thể loại bỏ được 50 ÷ 70% chất rắn lơ lững và 25 ÷ 50% BOD5
- Bể xử lý kị khí (UASB):
Bể xử lý kị khí sẽ phân hủy sinh học các chất hữu cơ có trong nước thải trong
điều kiện không có oxy để tạo ra các sản phẩm cuối cùng là CH4 và CO2. Ở đây ta
chọn dùng bể UASB vì vận hành đơn giản, phù h ợp với các loại nư ớc thải có hàm
lượng COD từ thấp đến cao và có th ể đạt được tải trọng rất cao, sử dụng bể UASB có
tính kinh tế hơn và nh ững hạn chế trong quá trình vận h ành có thể dễ dàng kh ắc phục
SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 19
GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
- Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
bằng các phương pháp xử lý sơ bộ. Nước thải được đưa trực tiếp vào dưới đáy bể và
được phân phối đồng đều ở đó, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học hạt
nhỏ (bông bùn) và các chất bẩn hữu cơ được tiêu thụ ở đó, các bọt khí Metan và
Cacbonic nơi lên trên được thu bằng các chụp khí để dẫn ra khỏi bể. Nư ớc thải tiếp
theo đó sẽ diễn ra sự phân tách hai pha lỏng và rắn. Pha lỏng được dẫn ra khỏi bể, còn
pha rắn thì hoàn lưu lại lớp bông bùn. Sự tạo thành và duy trì các h ạt bùn là vô cùng
quan trọng khi vận hành b ể UASB
Các VSV sinh methane được sử dụng:
- Methanobacterium: hình que, không sinh bào tử
- Methanobacillus: hình que, sinh bào tử
- Methanococcus: tế bào hình cầu, đứng riêng rẽ, không kết thành chuỗi
- Methanosarsina : tế bào hình cầu, kết thành chuỗi hoặc khối
- Bể Aerotank:
Aeroten là công trình bê tông cốt thép có dạng h ình chữ nhật hoặc h ình tròn,
thông dụng nhất hiện nay là các Aeroten hình bể khối chữ nhật. Tại bể Aeroten nư ớc
thải chảy qua suốt chiều d ài của bể và được sục khí từ dư ới đáy bể lên nhằm tăng
cường lượng oxy ho à tan, tăng kh ả năng khuấy trộn môi trường và tăng hiệu quả quá
trình oxy hoá ch ất bẩn hữu cơ có trong nước thải bởi vi sinh vật.
Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu nước trong bể Aeroten không
đủ để giảm nhanh hàm lượng các chất bẩn hữu cơ, do đó ph ải hoàn lưu bùn ho ạt tính
đã lắng ở bể lắng 2 vào đầu bể nhằm duy truỳ nồng độ đủ của vi sinh vật.
- Bể lắng 2:
Bể lắng đợt 2 có cấu tạo và nguyên tắc hoạt động tương tự như bể lắng đợt 1.
Bể lắng đợt 2 có nhiệm vụ chắn giữ các bông bùn hoạt tính đã qua xử lý ở bể Aeroten
và các thành phần chất không hoà tan chưa được giữ lại ở bể lắng 1. Bùn cặn sau khi
ra khỏi bể lắng 2 thì m ột phần được tuần hoàn lại bể Aeroten, phần bùn dư sẽ đưa đến
bể nén b ùn, còn nước thải sẽ đưa đến bể tiếp xúc clo.
- Bể tiếp xúc Clo:
Bể tiếp xúc clo dùng để khử trùng nước thải nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt
các loại vi khuẩn gây bệnh chưa được hoặc không thể khử bỏ ở các công đoạn xử lý
trước. Để thực hiện khử trùng nước thải, có thể sử dụng các biện pháp nh ư: clo hoá,
ozon, khử trùng b ằng tia hồng ngoại UV. Ở đây chỉ đề cập đến ph ương pháp khử trùng
SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 20
GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
nguon tai.lieu . vn
