tổng quan về các quá trình sinh học trong xử lý nước thải thủy sản
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.9 MB, 105 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM
Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Giáo viên huớng dẫn : Trần Thị Tường Vân
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Dư Khương
MSSV: 0811110036 Lớp: 08CSH1
TP. Hồ Chí Minh, 2011
i
LỜI CAM ĐOAN
Là sinh viên năm cuối của trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ, nay
được vinh dự làm bài khóa luận tốt nghiệp để hoàn tất chương trình học của
mình và ra trường. Em rất tự hào khi mình là người được thực hiện bài khóa
luận này, do đó em thấy mình phải có trách nhiệm thực hiện tốt bài khóa luận
này, em xin cam đoan không sao chép nội dung bài khóa luận của người khác
dưới bất kỳ hình thức nào. Những số liệu và nội dung trong bai làm này đều
được cho phép thu thập một cách trung thực.
Vì những lý do trên, em thấy mình phải có trách nhiệm thực hiện đúng
với những gì đã cam đoan như trên, thực hiện đúng và không có bất cứ sai
phạm gì.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Dư Khương
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN DƯ KHƯƠNG
1
PHẦN MỞ ĐẦU
ĐẶT VẤN ĐỀ
Với đường bờ biển dài 3.260 km, Việt Nam được xem là nước có tài
nguyên biển khá đa dạng và phong phú. Với thuận lợi đó, hàng năm ngành
đánh bắt, nuôi trồng, chế biến thuỷ hải sản chiếm tỷ trọng khá lớn trong kiêm
ngạch xuất khẩu của Việt Nam. Đấy là minh chứng cho giá trị vô giá mà biển
Việt Nam mang lại.
Với quy mô đánh bắt mở rộng và nhu cầu nuôi trồng thuỷ sản không
ngừng gia tăng, trước những đòi hỏi về nguồn lương thực thực phẩm đó, các
cơ sở sản xuất chế biến mặt hàng thuỷ sản cũng được xây dựng ngày càng
nhiều, không những ở các khu vực có các ngư trường lớn mà còn ở cả các
vùng lân cận, các khu dân cư, khu đô thị.
Nhiều yếu tố tích cực mà mô hình sản xuất này mang lại đã góp phần
giải quyết công ăn việc làm cho cộng đồng, đảm bảo lương thực, thực phẩm
cho trong nước và xuất khẩu… đều đã được thừa nhận. Tuy nhiên, phải nhìn
nhận một vấn đề còn tồn tại là nạn ô nhiễm môi trường mà hoạt động này tác
động là khá lớn. Với đặc tính dòng thải là giàu hữu cơ, nhiều nitơ, photpho…
Đồng thời, về cảm quan mùi rất khó chịu cho cộng đồng, nước thải phát sinh
từ hoạt động chế biến thuỷ sản này đã được nhận định là nguy hiểm cho môi
trường và cho sinh thái, đặc biệt là hệ sinh thái thuỷ vực – khi mà hầu hết
sông ngòi hiện nay là nơi tiếp nhận nguồn thải. Và khi đó, con người cũng sẽ
bị ảnh hưởng tiêu cực.
Nhận thức được khả năng gây nguy hại cho các thành phần môi trường,
hầu hết các nhà máy sản xuất thủy sản đều xây dựng các trạm xử lý nước thải
để giảm nồng độ và tải lượng ô nhiễm trước khi xả là nguồn tiếp nhận. Với
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN DƯ KHƯƠNG
2
đặc tính của nước thải thủy sản thì sử dụng phương pháp sinh học để xử lý là
phù hợp nhất.
Xuất phát từ những nhận thức đó, với mong muốn đóng góp một phần
nhỏ của cá nhân vào công tác quản lý kỹ thuật dòng thải, em đã chọn thực
hiện đề tài “Tổng Quan Về Các Quá Trình Sinh Học Trong Xử Lý Nước
Thải Thủy Sản”.
MỤC ĐÍCH THỰC HIỆN
Mục tiêu chính của đề tài là tìm hiểu tổng quan về các quá trình sinh học được
ứng dụng trong xử lý nước thải ngành chế biến thủy sản nhằm đề xuất được
các phương án xử lý nước thải chế biến thủy sản phù hợp, hiệu quả và mang
tính kinh tế.
NỘI DUNG THỰC HIỆN
Nội dung tìm hiểu của đề tài bao gồm các phần sau:
- Đặc tính và nguồn gốc phát sinh của nước thải chế biến thủy sản.
- Tác động của nước thải chế biến thủy sản đến môi trường.
- Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải nói chung và nước
thải chế biến thủy sản nói riêng.
- Tổng quan về vi sinh vật trong xử lý nước thải.
- Đề xuất các phương án xử lý nước thải thủy sản.
- Thu thập một số công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy sản được
áp dụng trong thực tiễn.
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN DƯ KHƯƠNG
3
PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN
Đề tài được thực hiện dựa trên các phương pháp sau:
- Phương pháp thu thập tài liệu: dữ liệu được thu thập từ các kết quả
nghiên cứu, các tài liệu và các trang web có liên quan.
- Phương pháp phân tích, tổng hợp, đánh giá và lựa chọn phương án.
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN DƯ KHƯƠNG
4
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI THỦY SẢN
Ngành công nghiệp chế biến thủy hải sản đã và đang đem lại những lợi
nhuận không nhỏ cho nền kinh tế Việt Nam nói chung và của người 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 nước 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 người và hệ sinh thái gần các
khu vực có lượng nước thải này thải ra.
1.1. ĐẶC TÍNH VÀ NGUỒN GỐC PHÁT SINH CỦA NƯỚC THẢI
CHẾ BIẾN THỦY SẢN
1.1.1. Đặc tính
Giống như hầu hết các loại nước thải khác, nước thải trong chế biến
thủy sản có chứa hỗn hợp các chất gây ô nhiễm, hầu hết là chất hữu cơ. Đặc
điểm của ngành chế biến thủy hải sản là có lượng chất thải lớn. Các chất thải
có đặc tính dễ ươn hỏng và dễ thất thoát thâm nhập vào dòng nước thải. Nước
thải trong chế biến thuỷ hải sản có hàm lượng chất hữu cơ cao vì trong đó có
dầu, protein, chất rắn lơ lửng và chứa lượng photphat và nitrat. Dòng thải từ
chế biến thuỷ sản còn chứa những mẫu vụn thịt, xương nguyên liệu chế biến,
máu chất béo, các chất hoà tan từ nội tạng cũng như những chất tẩy rửa và các
tác nhân làm sạch khác. Trong đó có nhiều hợp chất khó phân hủy.
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN DƯ KHƯƠNG
5
Mức độ ô nhiễm của nước thải tùy thuộc vào sự có mặt của một số yếu
tố, nhưng quan trọng nhất là phương pháp chế biến là loài thủy sản được chế
biến. Nếu chỉ xem xét cùng một dạng hoạt động sản xuất, quy trình hoạt động
của mỗi nhà máy, xí nghiệp cũng có ảnh hưởng lớn đến đặc tính của nước thải
nhưng hầu hết chúng có các đặc tính chung là:
- pH thường nằm trong giới hạn từ 6,5 – 7,5 do có quá trình phân huỷ
đạm và thải ammoniac.
- Có hàm lượng các chất hữu cơ dạng dễ phân huỷ sinh học cao. Giá
trị BOD
5
thường lớn, dao động trong khoảng 300 – 2000 mg/l, giá trị
COD nằm trong khoảng 500 – 3000 mg/l.
- Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao từ 200 – 1000 mg/l.
- Hàm lượng lớn các protein và chất dinh dưỡng, thể hiện ở hai thông
số tổng Nitơ (50 – 200 mg/l) và tổng Photpho (10 – 100 mg/l).
1.1.2. Nguồn gốc phát sinh
Theo báo cáo của Bộ Thủy sản (1998), lượng nước thải trung bình từ 1
tấn sản phẩm là 15m
3
, trong khi sản lượng thủy sản năm 2008 lên đến
1.676.000 tấn, và đang tăng thêm theo từng năm. Nguồn nước thải bắt nguồn
từ các công đoạn sản xuất như:
- Sơ chế nguyên liệu bao gồm rửa, mổ, rã đông.
- Quá trình hấp luộc.
- Quá trình ngâm thủy sản.
1.2. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC THẢI THỦY HẢI
SẢN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN DƯ KHƯƠNG
6
Ngành chế biến thuỷ sản là một ngành công nghiệp phát triển mạnh. Bên
cạnh những đóng góp to lớn, ngành công nghiệp này cũng nảy sinh ra nhiều
vấn đề về môi trường, đặc biệt là nước thải sản xuất, ngành đã tạo ra một
lượng nước thải lớn có nguy cơ làm ô nhiễm môi trường cao. Với các chủng
loại nguyên liệu tương đối phong phú, đối với điều kiện nước ta nên các thành
phần nước thải thuỷ sản cũng khá phức tạp và đa dạng bao gồm 3 loại nước
thải: Nước thải sản xuất, nước thải vệ sinh công nghiệp và nước thải sinh hoạt
trong đó nước thải sản xuất có mức độ ô nhiễm cao hơn cả tuỳ theo đặc tính
của nguyên liệu sử dụng mà nước thải có tính chất khác nhau. Nước thải sản
xuất chế biến thuỷ sản chứa chủ yếu là chất thải hữu cơ có nguồn gốc từ động
vật và có thành phần chủ yếu là protein và chất béo, trong hai thành phần này
chất béo khó bị phân huỷ bởi vi sinh vật. Nước thải của xí nghiệp chế biến
thuỷ sản có hàm lượng COD dao động từ 1600 – 2300 mg/l, hàm lượng BOD
5
cũng khá lớn từ 1200-1800mg/l trong nước thường chứa các vụn thủy sản và
các vụn này rất dễ lắng. Hàm lượng Nitơ thường rất cao chứng tỏ mức độ ô
nhiễm chất dinh dưỡng rất cao (50 – 120mg/l). Ngoài ra trong nước thải thuỷ
hải sản có chứa các thành phần chất hữu cơ khi phân huỷ tạo ra các sản phẩm
trung gian của sự phân huỷ các axit béo không bão hoà tạo mùi rất khó chiụ
và đặc trưng làm ô nhiễm về mặt cảm quan và ảnh hưởng sức khỏe công nhân
trực tiếp làm việc.
Đặc điểm của ngành chế biến thuỷ hải sản là có lượng chất thải lớn. Các
chất thải có đặc tính dễ ươn hỏng và dễ thất thoát theo đường thâm nhập vào
dòng nước thải.
Đối với các khâu chế biến cơ bản, nguồn thải chính là khâu xử lý và bảo
quản nguyên liệu trước khi chế biến, khâu rã đông, làm vệ sinh thiết bị nhà
xưởng. Đối với hoạt động đóng hộp, ngoài các nguồn ô nhiễm ở các khâu như
trên còn có khâu rót nước sốt, nước muối, dầu. Các nguồn thải chính từ sản
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN DƯ KHƯƠNG
7
xuất bột cá và dầu cá là nước máu từ khâu bốc dỡ và bảo quản cá vào thời
điểm dòng thải đậm đặc nhất là khâu ly tâm nước ngưng tụ các thiết bị cô đặc.
Nước trong chế biến thuỷ hải sản có hàm lượng chất hữu cơ cao vì trong
đó có dầu, protein, chất rắn lơ lửng và chứa lượng photphat và nitrat. Dòng
thải từ chế biến thuỷ sản còn chứa những mẫu vụn thịt xương nguyên liệu chế
biến, máu chất béo, các chất hoà tan từ nội tạng cũng như những chất tẩy rửa
và các tác nhân làm sạch khác. Trong đó có nhiều hợp chất khó phân huỷ.
Qua phân tích 70 mẫu nước thuỷ tại các cơ sở chế biến hải sản có quy mô
công nghiệp tại địa bàn tỉnh Vũng Tàu nhận thấy hàm lượng COD của các cơ
sở dao động từ 283 mg/l – 21.026 mg/l; trong khi tiêu chuẩn Việt Nam đối
với nước thải được phép thải vào nguồn nước biển quanh bờ sử dụng cho mục
đích bảo vệ thuỷ sinh có lưu lượng thải từ 50 m
3
– 500 m
3
/ ngày là < 100
mg/l. Nước thải của phân xưởng chế biến thủy hải sản có hàm lượng COD
dao động từ 500 – 3000 mg/l, giá trị điển hình là 1500 mg/l; hàm lượng BOD
5
dao động trong khoảng từ 300 – 2000 mg/l, giá trị điển hình là 1000 mg/l.
Trong nước thường có các mảnh vụn thuỷ sản và các mảnh vụn này dễ lắng,
hàm lượng chất rắn lơ lửng dao động từ 200 – 1000 mg/l, giá trị thường gặp là
500mg/l. Nước thải thuỷ sản cũng bị ô nhiễm chất dinh dưỡng với hàm lượng
Nitơ khá cao từ 50 – 200 mg/l, giá trị thường gặp là 100mg/l; hàm lượng
photpho dao động từ 10 – 100 mg/l, giá trị điển hình là 30 mg/l. Ngoài ra
trong nước thải của ngành chế biến thuỷ hải sản còn chứa thành phần hữu cơ
mà khi bị phân huỷ sẽ tạo các sản phẩm trung gian của sự phân huỷ của các
acit béo không bão hoà, tạo mùi rất khó chịu và đặc trưng, gây ô nhiễm về
mặt cảnh quan và ảnh hưởng trực tiếp đến công nhân làm việc.
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN DƯ KHƯƠNG
8
Bảng 1.1. Các thông số ô nhiễm đặc trưng đối với nước thải chế biến thuỷ
sản của một số nhà máy chế biến đông lạnh
(Nguồn: Viện kỹ thuật nhiệt đới và bảo vệ môi trường tháng 8/2007)
Bảng 1.2.Tải lượng ô nhiễm nước thải của một số nhà máy CBTS
Tải lượng ô nhiễm
T
T
Tên cơ sở công nghiệp
Công
suất
(TSP/
ngày)
SS BOD
5
COD
N P
1 Cty XNK thủy sản Việt
Nam (SEAPRODEX)
12 -15 484 3300 3960 198 21
2 Cty chế biến hàng xuất
khẩu Q3 (EPCO)
25 – 30 396 2700 3240 162 19
3 XNXK thủy hải sản
Seaspimex
6 – 9 380 1100 1425 110 23
4 XN đông lạnh Nhà Bè 3,5 - 5 53 360 423 22 5
5 XN CBTSXK Cần Thơ 3 - 6 200 682 900 30 8
6 Cty XNK thủy sản An
Giang
8 - 12 1028 900 - 40 10
7 Cty CBTSXK Nha Trang 4 - 6 420 533 810 54 17
8 Cty Animex Đà Nẵng 1 - 2 351 460 630 - -
9 XN đông lạnh Huế 2 - 3 - 428 717 - -
10
Cty XNKTS Quảng Ninh 4 - 6 - - 1347 189 47
Ngành chế biến hải sản là một trong những ngành công nghiệp gây ô
nhiễm nhiều nhất cho môi trường đặc biệt là môi trường nước. Nước thải chế
biến thuỷ sản chứa chất hữu cơ và chất dinh dưỡng (N, P) cao, tạo điều kiện
Các thông số Kết quả
pH 6.2 - 7,5
COD 2.000 mg/l
BOD
5
1.200 mg/l
Dầu mỡ 80 - 250 mg/l
SS 1200 mg/l
N
100 mg/l
P
30 mg/l
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN DƯ KHƯƠNG
9
cho các vi sinh vật gây bệnh phát triển như: vi khuẩn thương hàn, tả, lỵ, siêu
vi trùng gan,… và một số loài nấm gây bệnh cho da, đồng thời làm tăng lượng
tảo trong nước (hiện tượng phú dưỡng-eutrophy). Loại nước thải này có nguy
cơ gây ô nhiễm trầm trọng cho môi trường xung quanh nếu không được xử lí
đúng mức. Ngoài ra nước thải chế biến thuỷ sản còn chứa dầu mỡ sinh ra từ
quá trình chế biến cá có nhiều dầu. Một đặc điểm quan trọng khác là hầu hết
các nhà máy chế biến thuỷ sản đề nằm ở ven biển, ngoại trừ thành phố Hồ Chí
Minh, nên đều thiếu nước ngọt để chế biến. Vì vậy một số nhà máy dùng trực
tiếp nước biển cho một số công đoạn trong quá trình chế biến như xả đá, mổ
xẻ và rửa nguyên liệu. Do đó lượng nước thải này ít nhiều có độ mặn. Dưới
đây là thành phần nước thải của nhà máy chế biến cá khô muối.
Bảng 1.3. Thành phần nước thải nhà máy chế biến cá khô muối
Nơi tập trung
Thông số Đơn vị
Bể nước muối Nước thải khác
COD mg/l 5.250 873
BOD
5
mg/l 5.250 670
SS mg/l 371 119
Ph 6,17 6,77
Cl
-
mg/l 45,76 16,7
SO
4
2-
mg/l 26,8 10,01
N tổng số mg/l 1,240 164
P tổng số mg/l 4,72 5,25
Số liệu Bảng 1.3 cho thấy việc chế biến cá khô muối sản sinh ra một
lượng nước thải có chứa nồng độ muối rất cao, từ 17 cho đến 46 g/l. Nước
thải với hàm lượng muối cao như vậy khiến cho các tế bào vi khuẩn tham gia
trong quá trình xử lý nước thải bị ức chế, bị mất nước, do áp lực thẩm thấu
dẫn đến hiệu suất xử lý giảm. Vì vậy ngoài vấn đề ô nhiễm chất hữu cơ, một
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN DƯ KHƯƠNG
10
vấn đề đặc biệt khác cần phải quan tâm trước khi thiết lập một hệ thống kiểm
soát ô nhiễm là việc nước thải của là việc nước thải của quá trình chế biến hải
sản chứa hàm lượng muối (Na
+
, Cl
-
, SO
4
2-
) rất cao, khiến cho việc xử lý trửo
nên khó khăn.
Rõ ràng ô nhiễm môi trường nước nói chung và ô nhiễm chất hữu cơ do các
ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, nhất là công nghiệp chế biến thuỷ sản
trong điều kiện nhiễm mặn đã đạt đến mức đặc biệt nghiêm trọng, đòi hỏi
phải có nghiên cứu xử lý nhằm đảm bảo môi trường.
1.3. TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN 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, nước 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 thành nước sạch cung cấp cho
sinh hoạt.
Đối với các nguồn nước mặt, các chất ô nhiễm có trong nước thải chế
biến thuỷ sản sẽ làm suy thoái chất lượng nước, tác động xấu đến môi trường
và thủy sinh vật, cụ thể như sau:
1.3.1 Các chất hữu cơ
Các chất hữu cơ chứa trong nước thải chế biến thuỷ sản 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 oxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ. Nồng
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN DƯ KHƯƠNG
11
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.
1.3.2 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…
1.3.3 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 1 mg/l.
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN DƯ KHƯƠNG
12
1.3.4. 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.
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN DƯ KHƯƠNG
13
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2.1. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 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:
2.1
.1 Song chắn rác:
Song chắn rác dùng để giữ lại các chất thải rắn có kích thước lớn trong
nước thải để đảm bảo cho bơm, van và các đường ống không bị nghẽn bởi
rác. Kích thước tối thiểu của rác bị giữ lại tùy thuộc vào khoảng cách các
thanh kim loại của song chắn rác. Để tránh ứ đọng rác và gây tổn thất áp lực
của dòng chảy người ta thường xuyên làm sạch song chắn rác bằng cách cò
rác thủ công hoặc cơ giới. Tùy theo yêu cầu và kích thước của rác chiều rộng
khe hở của các song thay đổi.
Bảng 2.1. Các giá trị thông dụng để thiết kế song chắn rác
(Nguồn : Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991)
Chỉ tiêu Cào rác thủ
công
Cào rác cơ
giới
Kích thước của các thanh
Bề dày( cm)
Bề bản( cm)
0,511,52
2,54 3,81
0.51 1,52
2,54 3,81
Khoảng cách giữa các thanh( cm)
2,54 5,08 1,52 7,62
Độ nghiêng song chắn rác theo trục
thẳng đứng (độ)
30 45 0 30
Vận tốc dòng chảy(m/s)
0,31 0,62 0,62 0,99
Độ giản áp cho phép( cm) 15,24 15,24
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN DƯ KHƯƠNG
14
2.1.2. Bể lắng cát:
Bể lắng cát nhằm loại bỏ cát, sạn, sỏi, đá dăm, các loại xỉ khỏi nước thải.
Trong nước thải, bản thân chúng không độc hại nhưng sẽ ảnh hưởng đến khả
năng hoạt động của các công trình thiết bị trong hệ thống như ma sát làm mòn
các thiết bị cơ khí, lắng cặn trong các kênh dẫn, làm giảm thể tích hữu dụng
của các bể xử lý và tăng tần số làm sạch các bể này. Vì vậy trong các trạm xử
lý nhất thiết phải có bể lắng cát.
Bể lắng cát thường đặt phía sau song chắn rác và trước bể lắng sơ cấp.
Đôi khi người ta đặt bể lắng cát trước song chắn rác, tuy nhiên việc đặt sau
song chắn rác có lợi hơn cho việc quản lý bể. Ở đây phải tính toán như thế
nào cho các hạt cát và các hạt vô cơ cần loại bỏ lắng xuống còn các chất hữu
cơ lơ lững khác trôi đi.
Bể lắng cát được áp dụng lâu đời nhất là bể lắng cát chuyển động dọc
theo dòng chảy, trong bể này ta khống chế vận tốc dòng chảy để tạo điều kiện
cho các hạt cát, sỏi lắng xuống còn các hạt hữu cơ khác sẽ theo dòng chảy trôi
ra ngoài. Vận tốc dòng chảy được khống chế ở mức 0,3 m/ s, nhằm tạo dủ
thời gian để các hạt cát lắng xuống đáy bể. Với vận tốc này hầu hết các hạt
chất hữu cơ đều được đưa ra khỏi bể và vẫn ở trạng thái lơ lửng. Thông
thường thì các bể này được thiết kế để lắng các hạt có kích thước lớn hơn
0,15mm. Chiều dài bể phụ thuộc vào chiều sâu cần thiết để lắng các hạt ở vận
tốc thiết kế, diện tích mặt cắt đứng của bể được điều chỉnh vận tốc dòng chảy
và số bể. Cần phải hạn chế dòng chảy rối xảy ra ở đầu vào và đầu ra của bể,
người ta đề nghị tăng chiều dài lý thuyết lên 50% để thoả mãn vấn đề này.
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN DƯ KHƯƠNG
15
Bảng 2.2. Các giá trị thiết kế bể lắng cát
Nguồn : Wastewater Engineering: treatment, reuse, disposal, 1991
Chú ý thời gian tồn lưu nước nếu quá nhỏ sẽ không đảm bảo hiệu suất
lắng, nếu lớn quá sẽ có các chất hữu cơ lắng. Các bể lắng thường được trang
bị thêm thanh gạt chất lắng ở dưới đáy, gàu múc các chất lắng chạy trên
đường ray để cơ giới hoá việc xả cặn.
2.1.3. Bể điều lưu:
Trong quá trình xử lý nước thải cần phải điều hoà lượng dòng chảy.
Trong quá trình này thực chất là thiết lập hệ thống điều hoà lưu lượng và nồng
độ chất ô nhiễm trong nước thải nhằm tạo điều kiện tốt nhất cho các công
trình phía sau hoạt động ổn định.
Nước thải công ty được thải ra với lưu lượng biến đổi theo thời vụ sản
xuất, giờ mùa. Trong khi đó các hệ thống sinh học phải được cung cấp nước
thải đều đặn về thể tích cũng như các chất cần xử lý 24/24 giờ. Do đó sự hiện
diện của bể điều lưu là hết sức cần thiết.
Thông số Khoảng biến
thiên
Giá trị
thông dụng
Thời gian lưu tồn nước ( giây)
Vận tốc chuyển động ngang ft/ s
Tốc độ lắng của hạt ft/ min
Giữ lại trên lưới có đường kính 0,21
mm
Giữ lại trên lưới có đường kính 0,15
mm
Độ giảm áp % độ sâu diện tích ướt trong
kênh dẫn
Hạn chế dòng chảy rối ở đầu vào và đầu ra
45 - 90
0,8 - 1,3
3,2 - 4,2
2,0 - 3,0
30 - 40
2 D
m
- 0,5 L
60
1,0
3,8
2,5
36
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN DƯ KHƯƠNG
16
Bể điều lưu có chức năng điều hòa lưu lượng nước thải và các chất cần
xử lý để đảm bảo hiệu quả cho các quá trình xử lý sinh học phía sau, nó chứa
nước thải và các chất cần xử lý ở những giờ cao điểm rồi phân phối lại cho
các giờ không hoặc ít sử dụng để cung cấp ở một lưu lượng nhất định 24/24
giờ cho các hệ thống xử lý sinh học phía sau.
Các lợi ích của bể điều lưu như sau:
Bể điều lưu làm tăng hiệu quả của hệ thống sinh học do đó nó hạn chế
hiện tượng “shock” của hệ thống do hoạt động quá tải hoặc dưới tải về lưu
lượng cũng như hàm lượng các chất hữu cơ, giảm được diện tích xây dựng các
bể sinh học. Hơn nữa các chất ức chế quá trình xử lý sinh học sẽ được pha
loãng hoặc trung hòa ở mức độ thích hợp cho hoạt động của vi sinh vật .
Trong thực tế bể điều lưu được xây dựng lớn hơn thể tích thiết kế 10
20% để phòng ngừa các trường hợp không tiên đoán được sự cố biến động
hàng ngày của lưu lượng, trong một số hệ thống xử lý người ta có thể bơm,
hoàn lưu một số nước thải về bể điều lưu.
2.1.4. Bể tuyển nổi :
Bể tuyển nổi được sử dụng để loại bỏ các hạt rắn hoặc lỏng ra khỏi hỗn
hợp nước thải và cô đặc bùn sinh học. Trong xử lý nước thải, bể tuyển nổi
được sử dụng chủ yếu để loại các chất lơ lửng và cô đặc bùn sinh học. Lợi
điểm chủ yếu của bể tuyển nổi là nó có thể loại các hạt chất rắn nhỏ, có vận
tốc lắng chậm trong một thời gian ngắn. Bể tuyển nổi gồm có các loại:
- Bể tuyển nổi theo trọng lượng riêng
- Bể tuyển nổi bằng phương pháp điện phân
- Bể tuyển nổi bằng cách hoà tan không khí ở áp suất cao
- Bể tuyển nổi bằng sục khí
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: NGUYỄN DƯ KHƯƠNG
17
- Bể tuyển nổi theo kiểu tạo chân không
Trong phạm vi đề tài, ta chọn bể tuyển nổi bằng cách hoà tan không khí
ở áp suất cao.
Theo cách này không khí được hoà tan vào nước thải ở áp suất cao vài
atm, sau đó nước thải được đưa trở lại áp suất thường của khí quyển. Lúc này
không khí trong nước thải sẽ phóng thích trở lại vào áp suất khí quyển dưới
dạng các bọt khí nhỏ. Các bọt khí này sẽ bám vào các hạt chất rắn tạo lực
nâng các hạt chất rắn này nổi lên bề mặt của bể, sau đó các chất rắn này được
loại bỏ bằng các thanh gạt.
2.1.5. Bể lắng sơ cấp:
Bể lắng làm nhiệm vụ tách các chất lơ lửng còn lại trong nước thải (sau
khi qua bể lắng cát) có tỷ trọng lớn hơn hoặc nhỏ hơn tỷ trọng của nước dưới
dạng lắng xuống đáy bể hoặc nổi lên trên mặt nước. Thông thường bể lắng có
ba loại chủ yếu: bể lắng ngang (nước chuyển động theo phương ngang), bể
lắng đứng (nước chuyển động theo phương thẳng đứng), và bể lắng ly tâm
(nước chuyển động từ tâm ra xung quanh) thường có dạng hình tròn trên mặt
bằng. Ngoài ra, còn một số dạng bể lắng khác như bể lắng nghiêng, bể lắng
được thiết kế nhằm tăng cường hiệu quả lắng.
Trước khi đi vào giai đoạn xử lí sinh học, hàm lượng chất rắn lơ lững
trong nước thải SS
150mg/l.
Chiều cao của bể : 3.084m
h
4.572m (Trịnh Xuân Lai, 2000)
