Đồ án nghiên cứu phát triển ứng dụng của giá thể xơ dừa trong bể MBR để xử lý nước thải thủy sản

Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
ĐẶT VẤN ĐỀ
Quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa ở nước ta đang diễn ra nhanh chóng,
các ngành công nghiệp ngày càng phát triển mạnh mẽ. Sự phát triển của các ngành
công nghiệp dẫn đến môi trường ở nhiều đô thị, khu công nghiệp, các làng nghề
ngày càng bị ô nhiễm nghiêm trọng bởi nước thải. Nguồn nước sạch được xem là
nguồn tài nguyên, nguồn năng lượng cần thiết cho con người để sử dụng cho sinh
hoạt, phát triển nông nghiệp, công nghiệp và ít nhiều quyết định sự phát triển của
quốc gia nên ô nhiễm nguồn nước đang là một trong những vấn đề đáng để dư luận
quan tâm nhưng việc xử lý nước thải bị ô nhiễm trước khi thải ra thải ra môi trường
của các nhà máy, khu công nghiệp… chưa triệt để.
Hiện nay, xử lý nước thải ngành công nghiệp đang là bài toán đau đầu đối với
các nhà quản lý môi trường và đặc biệt là nước thải ngành công nghiệp thủy sản. Vì
vậy, cần có một hệ thống xử lý nước thải thủy sản tối ưu, xử lý triệt để chất ô nhiễm
trước khi thải ra môi trường nhằm cải thiện và bảo vệ nguồn tài nguyên quý giá của
đất nước.
Trước vấn đề đó, để bảo vệ nguồn nước cũng như sức khỏe của con người phù
hợp với cuộc sông và điều kiện thực tế, đẩy mạnh sự phát triển của đất nước nên đề
tài: “ Nghiên cứu phát triển ứng dụng của giá thể xơ dừa trong bể MBR để xử
lý nước thải thủy sản” được đề xuất và tiến hành nghiên cứu.
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
1
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 2
DANH MỤC CÁC BẢNG 3
DANH MỤC CÁC HÌNH 4

PHỤ LỤC 2: 7
PHỤ LỤC BẢNG BIỂU 7
PHỤ LỤC 3: 9
PHỤ LỤC HÌNH ẢNH 9
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỔNG HỢP 12
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI THỦY SẢN 13
CHƯƠNG 2: 20
TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC HIẾU KHÍ 20
CHƯƠNG 3: 25
ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25
3.1.1.2.M t s ng d ng c a x d a trong x l môi tr ngộ ốứ ụ ủ ơ ừ ử ý ườ 25
3.2.1.Phương pháp thu thập tài liệu 31
3.2.3.3.Xây d ng mô hình th c nghi mự ự ệ 32
3.2.3.4.Ch y mô hìnhạ 34
3.2.4.Phương pháp phân tích 34
COD (Chemical Oxigen Demand - Nhu cầu oxi hóa học) 34
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 35
4.1.K T QU S B C M QUAN V B N X D AẾ Ả Ơ Ộ Ả ỀĐỘ Ề Ơ Ừ 35
4.2.K T QU T O GIÁ TH X D AẾ Ả Ạ Ể Ơ Ừ 35
4.3.VI SINH V T BÁM DÍNH LÊN GIÁ TH TRONG B MBRẬ Ể Ể 36
4.4.K T QU CH Y MÔ HÌNHẾ Ả Ạ 37
4.4.1.Chạy để xác định thời gian lưu nước tối ưu của bể MBR 37
4.4.2.So sánh hiệu suất xử lý của bể MBR với bể Aerotank 37
Nhận xét: 38
Dựa vào đồ thị so sánh hiệu suất xử lý của bể MBR và bể Aerotank ta
thấy hiệu suất xử lý của bể MBR cao hơn bể Aerotank. Hiệu suất bể
MBR đạt 83,5% 38
Nhận xét: 39
Dựa vào đồ thị so sánh hiệu suất xử lý của bể MBR và bể Aerotank ta
thấy hiệu suất xử lý của bể MBR cao hơn bể Aerotank. Hiệu suất bể

MBR đạt 89,3% 39
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
MBR Membrane Bio Reactor
COD Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hóa học
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
2
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
BOD Biochemical oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh hoá
DH Năng lượng
SS Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng
MLSS
Mixed Liquor Volatile Suspended Solids - Hàm lượng chất rắn lơ lửng
trong bùn lỏng
N Nitơ
HRT Hydraulic Residence Times – Thời gian lưu nước
QCVN Quy chuẩn Việt Nam
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
QCKTQG Quy chuẩn kỷ thuật quấc gia
CN Công nghiệp
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng Nội dung Trang
1.1 Các thông số ô nhiễm đặc trưng của nước thải thủy sản 11
3.1 Thành phần hóa học của sợi xơ dừa 20
3.2 Thông số kĩ thuật màng model MBR – 1000 23
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
3
Đồ án Tổng hợp

_______________________________________________________________________________
3.3 Thông số so sánh bể MBR với bể aerotank 25
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình Nội dung Trang
1.1 Công nghệ mương oxy hoá 13
1.2 Công nghệ xử lý vi sinh vật hiếu khí aerotank 14
1.3 Bể kị khí UASB 14
2.1 Màng sinh học 17
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
4
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
2.2 Cấu tạo của màng sinh học 17
2.3 Chuỗi các vi sinh vật tạo thành màng vi sinh 19
3.1 Công nghệ xử lý mùi hôi khí thải biofilter bằng giá thể vỏ dừa 21
3.2 mô hình hệ thống MBR 21
3.3 Một số giá thể sử dụng trong bể MBR 24
3.4 So sánh phương pháp bể sinh học hiếu khí truyền thống và bể MBR 24
3.5 Công nghệ MBR trong thực tế 25
3.6 Bể MBR ứng dụng trong xử lý nước thải khu công nghiệp 26
3.7 Xơ dừa chạy trong hệ thống nước thải thủy sản 27
3.8 Đan xơ dừa 28
3.9 Khối giá thể xơ dừa 28
3.10 Mô hình thiết kế bể MBR 28
3.11 Phân tích COD 29
4.1 Khối giá thể xơ dừa 30
4.2 Lớp màng vi sinh vật bám dính 31
4.3 Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý COD của bể MBR theo thời gian 32
4.4 Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của bể MBR và bể Aerotank 32

4.5 Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của bể MBR và bể Aerotank 33
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
5
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
PHỤ LỤC 1:
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
TCVN 4565 – 88: Xác định COD bằng phương pháp Kalipemanganat
Chuyển bị hoá chất.
- KMnO
4
(0,1N).
- (COOH)
2
(0,1N).
- H
2
SO
4
đậm đặc.
Các bước phân tích.
- Cho 50 ml nước thải cần phân tích vào bình tam giác 250 ml đả rửa
sạch, sấy khô.
- Thêm 5 ml H
2
SO
4
.
- Thêm 10 ml dung dịch KMnO

4
.
- Đun sôi 10 phút, rồi lấy xuống ở nhiệt độ (80 – 90
0
C), thêm vào 10 ml (COOH)
2
lắc đều, tới khi mất màu.
- Dùng KMnO
4
để chuẩn độ đến khi mẩu nước chuyển qua màu hồng nhạt thì kết
thúc chuẩn độ, ta có thể tích KmnO
4
, V
1
.
- Tiến hành tương tự các bước trên với 1 mẫu trắng (nước cất), ta có thể
tích KmnO
4
, V
2
.
 Tính toán kết quả:
Trong đó:
- V1: Thể tích dd KmnO
4
chuẩn độ mẫu nước thải, ml.
- V2: Thể tích KmnO
4
chuẩn độ mẫu trắng, ml.
- CN: Nồng độ đương lượng của KmnO

4
.
- V
mẫu
: Thể tích dung dịch mẫu phân tích.
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
6
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
PHỤ LỤC 2:
PHỤ LỤC BẢNG BIỂU
1. Hiệu suất xử lý COD của bể MBR
 Kết quả phân tích ngày 10/12/2014
Bảng 1: Kết quả phân tích hiệu suất xử lý COD của bể MBR
STT
Thời gian lấy mẫu (phút) V
KMnO4
(ml) nồng độ
COD
hiệu suất
(%)
1
2 3 4 5
1
mẫu trắng 0,6
2
vào 8,4 1.334,4
3
30 7,2 1.142,4 14,4

4
60 6,5 1.030,4 22,8
5
90 5,8 918,4 31,2
6
120 5,1 806,4 39,6
7
150 5,3 838,4 37,2
8
180 4,3 678,4 49,2
9
210 2,7 422,4 68,3
10
240 1,2 182,4 86,3
11
270 1,6 246,4 81,5
12
300 1,3 198,4 85,1
13
330 1,4 214,4 83,9
14
360 1,8 278,4 79,1
15
390 2 310,4 76,7
16
420 1,2 246,4 86,3
2. So sánh hiệu suất xử lý COD của bể MBR và bể Aerotank
 Kết quả phân tích ngày 15/12/2014
Bảng 2: Kết quả phân tích hiệu suất xử lý COD
hệ thống

thời gian lấy
mẫu (phút)
V
KMnO4
(ml)
nồng độ
COD
hiệu suất
(%)
1
2 3 4 5
mẫu trắng 0,6
MBR
0 10,6 1.686,4
240 1,8 278,4 83,4914611
AEROTANK
0 10,6 1.684,4
240 2,7 422,4 74,9525617
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
7
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
 Kết quả phân tích ngày 18/12/2014
Bảng 3: Kết quả phân tích hiệu suất xử lý COD
hệ thống
thời gian lấy
mẫu (phút)
V
KMnO4

(ml)
nồng độ
COD
hiệu suất
(%)
1
2 3 4 5

mẫu trắng 0,6
MBR
0 12,4 1.974,4
240 1,6 246,4 87,52025932
AEROTANK
0 12,4 1.974,4
240 2,8 438,4 77,79578606
 Kết quả phân tích ngày 21/12/2014
Bảng 4: Kết quả phân tích hiệu suất xử lý COD
hệ thống
thời gian lấy
mẫu (phút)
V
KMnO4
(ml)
nồng độ
COD
hiệu suất
(%)
1
2 3 4 5
mẫu trắng 0,6

MBR
0 16,3 2.598,4
240 1,8 278,4 89,28571429
AEROTANK
0 16,3 2.598,4
240 3,3 518,4 80,04926108
 Kết quả phân tích ngày 24/12/2014
Bảng 5: Kết quả phân tích hiệu suất xử lý COD
hệ thống
thời gian lấy
mẫu (phút)
V
KMnO4
(ml)
nồng độ
COD
hiệu suất
(%)
1
2 3 4 5

mẫu trắng 0,6
MBR
0 21,6 3.446,4
240 8,7 1.382,4 59,88857939
AEROTANK
0 21,6 3.446,4
240 19,3 3.078,4 10,67780873
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà

8
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
PHỤ LỤC 3:
PHỤ LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1: Máy sục khí
Hình 2: Hệ thống chạy với nước thải thủy sản
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
9
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
Hình 3: Công ty thủy sản Khang Thông
Hình 4: Lấy mẫu nước thải thủy sản tại công ty Khang Thông
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
10
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
******************************* ************************
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
11
Hình 5: Quá trình phân tích
Hình 3.8. Đan xơ dừa
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỔNG HỢP

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Ngọc Minh
Lê Thanh Hà
Lớp : 12MT1
Ngành : Công nghệ Kỹ thuật Môi trường

1. Tên đề tài
Nghiên cứu phát triển ứng dụng giá thể xơ dừa trong hệ thống MBR sử dụng
trong xử lý nước thải công nghiệp
2. Các số liệu ban đầu
- Các số liệu ban đầu tìm kiếm qua sách báo, tham khảo các công trình nghiên
cứu, mạng internet…
3. Nội dung phần thuyết minh và tính toán
- Tổng quan về đề tài, tài liệu phục vụ cho quá trình thực hiện đồ án.
- Trình bày về các đối tượng nghiên cứu.
- Xây dựng mô hình thực nghiệm, tiến hành phân tích hiệu suất xử lý của hệ
thống MBR và so sánh với hệ thống Aerotank.
- Kết luận và đưa ra các hướng phát triển của đề tài.
4. Các bản vẽ và đồ thị
- Hình 4.3. Đồ thị thể hiện hiệu suất xử lý COD của bể MBR theo thời gian
- Hình 4.4. Biểu đồ thẻ hiện hiệu suất xử lý COD của bể MBR và bể
Aerotank
- Hình 4.5. Biểu đồ thẻ hiện hiệu suất xử lý COD của bể MBR và bể
Aerotank
- Hình 4.6. Biểu đồ thẻ hiện hiệu suất xử lý COD của bể MBR và bể
Aerotank
- Hình 4.7. Biểu đồ thẻ hiện hiệu suất xử lý COD của bể MBR và bể
_______________________________________________________________________________

SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
12
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
Aerotank
5. Ngày giao đề tài: 25-9-2014
6. Ngày nộp đề tài : 15-1-2015
7. Ngày bảo vệ : 17-1-2015
Ngày 15 tháng 1 năm 2015
Sinh viên thực hiện
Nguyễn ngọc Minh Lê Thanh hà
Trưởng khoa Cán bộ hướng dẫn
TS. Trần Minh Thảo ThS. Phạm Phú Song Toàn
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI THỦY SẢN
1.1. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI THỦY SẢN [1]
Ngày nay, khi đất nước ngày càng được công nghiệp hóa, hiện đại hóa thì các
khu công nghiệp, nhà máy cũng không ngừng được xây dựng. Việc áp dụng các
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
13
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
công nghệ sản xuất tiên tiến, gia tăng sản phẩm đã đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng
của người dân. Tuy nhiên, trong xu hướng phát triển kinh tế, vấn đề môi trường
chưa được quan tâm đúng mực, đặc biệt là việc xử lý nước thải tại các khu công
nghiệp, nhà máy, xí nghiệp sản xuất. Vì vậy việc hiểu và áp dụng các phương pháp
xử lý nước thải công nghiệp trong giai đoạn hiện nay cần phải được quan
tâm nhiều hơn.
Nước thải công nghiệp là nước thải được sinh ra trong quá trình sản xuất công
nghiệp từ các công đoạn sản xuất và các hoạt động phục vụ cho sản xuất như nước

thải khi tiến hành vệ sinh công nghiệp hay hoạt động sinh hoạt của công nhân viên.
Các chất hữu cơ chứa trong nước thải chế biến thủy sản chủ yếu là dễ bị phân
hủy. Trong nước thải chứa các chất như cacbonhydrat, protein, … 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. 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.
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, …
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 thủy sinh, du lịch và cấp nước.
Các vi sinh vật đặc biệt vi khuẩn gây bệnh và trứng giun sán trong nguồn nước
là nguồn ô nhiễm đặc biệt. Nếu con người trực tiếp sử dụng nguồn nước nhiễm bẩn
này hay thông qua các nhân tố lây bệnh từ nguồn nước ô nhiễm thì nguy cơ mắc
các dịch bệnh như: bệnh lỵ, thương hàn, bại liệt, nhiễm khuẩn đường tiết niệu, tiêu
chảy cấp tính, … là rất cao.
Các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp phổ biến hiện nay:
• Xử lý nước thải công nghiệp bằng phương pháp cơ học.
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
14
Đồ án Tổng hợp

_______________________________________________________________________________
• Xử lý nước thải sản xuất bằng phương pháp hóa học (trung hòa, kết tủa).
• Công nghệ xử lý nước thải bùn hoạt tính hiếu khí (Aerotank).
• Công nghệ xử lý sinh học dạng mẻ (SBR).
• Công nghệ lọc sinh học (Trickling Filter).
• Công nghệ xử lý MBR.
1.2. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC THẢI THỦY SẢN [1]
Nước thải công nghiệp chế biến thủy sản gồm 3 loại chính: Nước thải sinh
hoạt, nước thải sản xuất và nước thải vệ sinh công nghiệp. Đặc điểm nước thải thủy
sản là bị ô nhiễm bởi các chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, các chất dinh dưỡng và các
vi sinh vật gây bệnh. Các chất ô nhiễm này khi thải ra ngoài môi trường gây ô
nhiễm lan tỏa ra môi trường đất, nước, không khí ảnh hưởng đến kinh tế cảnh quan
và sức khỏe con người.
Nước trong chế biến thủy sản có hàm lượng chất hữu cơ cao vì trong đó có
dầu, protein, chất rắn lơ lửng, photphat và nitrat. Dòng thải từ chế biến thủy sản còn
chứa những mẫu vụn thịt xương nguyên liệu chế biến, máu, chất béo, các chất hòa
tan từ nội tạng cũng như các tác nhân tẩy rửa và các tác nhân khác.
Nước chế biến thủy sản có hàm lượng COD cao dao động trong khoảng
1000 - 3000 mg/l, giá trị điển hình là 1500 mg/l, hàm lương BOD
5
cũng khá lớn từ
300 - 2000 mg/l, giá trị điển hình là 100mg/l. Trong nước thường có các vụn thủy
sản và các vụn này thường dễ lắng, hàm lượng chất lơ lửng dao dộng từ 200 - 1000
mg/l, giá trị điển hình là 500 mg/l, hàm lượng nitơ khá cao từ 50 - 200 mg/l, giá trị
điển hình là 100 mg/l và Photpho từ 10 - 100 mg/l, tổng vi khuẩn hiếu khí từ 10
5
-
10
8
khuẩn lạc/100ml.

Bảng 1.1. Các thông số ô nhiễm đặc trưng của nước thải thủy sản [2,3]
Các thông số ô nhiễm Chỉ số ô nhiễm
QCVN
11:2008/BTNMT
Cột
B
QCVN
24:2009/BTNMT
Cột
B
pH
6,5 – 7,5
5,5 –
9
5,5 –
9
BOD
5
(mg/l)
300 – 2000
50
50
COD (mg/l) 1000 – 5000
80 100
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
15
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
SS (mg/l) 200 – 1000

100 100
N (mg/l) 50 – 200
60 30
Colifrom (MNP/100ml)
10
5
– 10
8
5000 5000
Ghi chú:
-
QCVN
11:2008/BTNMT Cột
B:
QCKTQG về nước thải CN chế biến thủy sản.
-
QCVN
24:2009/BTNMT Cột
B:
QCKTQG về nước thải công nghiệp.
1.3. Ô NHIỄM NƯỚC THẢI THỦY SẢN ĐẾN MÔI TRƯỜNG [12]
Nước thải là một trong những vấn đề môi trường lớn nhất của ngành chế biến
thủy hải sản, nước thải chế biến thủy hải sản đặc trưng bởi các thông số ô nhiễm
như: Màu, mùi, chất thải rắn không hòa tan,chất rắn lơ lửng, các vi khuẩn, chỉ
số COD, BOD, pH…
 Các đặc tính chung của nước thải thủy sản:
- pH nằm trong giới hạn từ 6,5 – 7,5 do có quá trình phân hủy đạm và thải
amoniac.
- Nước thải thủy sản có hàm lượng các chất hữu cơ dạng dễ phân hủy sinh học
cao. Giá trị BOD

5
thường lớn, dao động trong khoảng 300 - 2000 mg/l. Giá trị
COD nằm trong khoảng 1000 - 5000 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 2 thông số tổng Nito
(50 - 200 mg/l) và tổng Photpho (10 – 100 mg/l
).
- Thường có mùi hôi do có sự phân hủy các axitamin. …
Với mục tiêu đưa sản phẩm thủy sản nước ta vươn ra thị trường thế giới nên
trong khi quy hoạch xây dựng các doanh nghiệp đều phải tập trung thiết kế hệ
thống xử lý nước thải đầu ra sao cho đạt tiêu chuẩn, bên cạnh đó thì cũng không
ngừng nâng cấp hệ thống xử lý để gây nên sự tác động đến môi trường và người
dân là ít nhất. Chính vì vậy nên nước thải thủy sản của hầu hết các doanh nghiệp
đều được xử lý trước khi xả vào mạng lưới chung.
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
16
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN [10,18,19,20]
Thành phần nước thải phát sinh từ ngành công nghiệp chế biến thủy sản có
chứa chủ yếu là các hợp chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học, hợp chất
nitơ, và photpho cao. Vì thế, phương pháp xử lý nước thải sinh học được áp
dụng rất có hiệu quả để xử lý nước thải từ chế biến thủy sản. Các phương pháp
sinh học thường được áp dụng:
1.4.1. Mương oxi hóa
Mương oxi hoá là một dạng cải tiến của aeroten khuấy trộn, làm việc trong
điều kiện hiếu khí kéo dài với bùn hoạt tính (sinh trưởng lơ lửng của vi sinh vật
trong nước thải) chuyển động tuần hoàn trong mương. Nước thải có độ nhiễm bẩn
cao BOD

20
= 1000 – 5000mg/L có thể đưa vào xử lý bằng mương oxy hóa.
Công nghệ này dựa trên sự phát triển sinh học dạng “lơ lửng” gọi là “bùn hoạt
tính” duy trì trong môi trường giàu oxy. Sự phát triển sinh học này rất nhanh giúp
phá hủy chất hữu cơ có trong nước thải đầu vào. Sự phá hủy các chất hữu cơ bằng
bùn hoạt tính gây ra khối lượng tế bào chết lớn, làm tăng khối lượng chất rắn bùn
hoạt tính. Nước thải sau khi lưu tại mương oxy hóa khoảng 24h, hỗn hợp gồm
nước thải và bùn hoạt tính, thường được gọi là chất lỏng hỗn hợp được chuyển tới
bể lắng bậc hai để phân tách khỏi nước thải đầu ra đã qua xử lý và bùn kết. Một
phần bùn thải này được tuần hoàn đến đầu dẫn nước thải vào mương oxy hóa và
trở lại thành bùn hoạt tính.

_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
17
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
1.4.2. Xử lý sinh học hiếu khí
Công nghệ xử lý sinh học hiếu khí là công nghệ dựa trên vi sinh vật hiếu khí để
phân huỷ các chất rắn lơ lửng có trong nước thải. Các chất lơ lửng này là một số
chất rắn và có thể là các chất hữu cơ ở dưới dạng hoà tan và chưa hoà tan. Các chất
lơ lửng làm nơi vi khuẩn bám vào để cư trú, sinh sản và phát triển, dần thành các
hạt cặn bông được gọi là bùn hoạt tính. Để giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái lơ
lửng và để đảm bảo oxi dung cho quá trình oxi hóa các chất hữu cơ thì phải luôn
luôn đảm bảo việc thoáng gió. Số lượng bùn tuần hoàn và số lượng không khí cần
cấp lấy phụ thuộc vào độ ẩm vào mức độ yêu cầu xử lý nước thải. Thời gian nước
lưu trong bể aeroten không lâu quá 12 giờ (thường là 4 -8 giờ). Xử lý sinh học
hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu được sử dụng khử chất
hữu cơ chứa carbon như quá trình bùn hoạt tính, hồ làm thoáng, bể phản ứng hoạt
động gián đoạn, quá trình lên men phân huỷ hiếu khí. Trong số những quá trình

này, quá trình bùn hoạt tính hiếu khí (Aerotank) là quá trình phổ biến nhất. Xử lý
sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình bùn hoạt
tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản ứng nitrate hoá
với màng cố định.
1.4.3. Xử lý sinh học kị khí
Là sử dụng vi sinh vật kị khí để phân huỷ các hợp chất vô cơ và hửu cơ có
trong nước thải, ở điều kiện không có oxy hoà tan.
Quá trình phân huỷ kị khí xẩy ra:
(CHO)
n
NS = CO
2
+ H
2
O + CH
4
+ NH
4
+ H
2
+
H
2
S + tế bào vi sinh
Quá trình sinh học kị khí có thể xử lý
nước thải có hàm lượng chất bẩn hửu cơ cao
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
18
Hình1.1. Công nghệ mương oxy hoá [24]

Hình 1.2. Công nghệ xử lý vi sinh vật hiếu khí aerotank [25]
Hình1.3. Bể kị khí UASB [26]
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
BOD >= 10 – 30 (g/l). Quá trình kị khí sản xuất lượng bùn ít hơn từ 3 – 20 lần so
với quá trình hiếu khí, bởi vì sự sản sinh năng lượng từ các quá trình kị khí tương
đối thấp. Hầu hết năng lượng có được từ sự phá huỷ cơ chất đều được tìm thấy
trong các sản phẩm cuối của quá trình, đó là CH
4
.
 Tùy thuộc vào nguồn tiếp nhận nước thải QCVN 11:2008, cột B hay cột A,
hay quy định của khu công nghiệp đối với các nhà máy chế biến thủy sản nằm
trong khu công nghiệp mà hệ thống xử lý nước thải không cần hoặc cần phải có
các bước tiền xử lý hay quá trình xử lý bậc ba.
 Quan trọng hơn là đối với xử lý nước thải chế biến thủy sản là hàm lượng
dầu và mỡ rất cao. Đây cũng là nguyên nhân làm giảm hiệu quả xử lý của các công
trình xử lý sinh học phía sau nếu lượng dầu, mỡ không được loại bỏ triệt để. Do đó
cần có một quá trình tách dầu mỡ trước khi đưa nước thải vào hệ thống xử lý. Các
công nghệ được áp dụng trong bước tiền xử lý bao gồm:
- Mương tách mỡ và bể tuyển nổi áp lực khí hòa tan.
- Kết hợp quá trình keo tụ - tạo bông và tuyển nổi áp lực khí hòa tan.
Đối với công nghệ chế biến tôm, nồng độ photpho trong nước thải thường
rất cao nên trong dây chuyền công nghệ xử lý, sự kết hợp giữa quá trình keo tụ -
tạo bông và sinh học (kỵ khí, hiếu khí và thiếu khí) được áp dụng rất có hiệu quả.
Quá trình keo tụ - tạo bông được áp dụng như bước ban đầu để loại bỏ các hợp
chất photpho, và một phần chất hữu cơ trong nước thải làm giảm trở ngại cho quá
trình sinh học phía sau. Các quá trình sinh học sẽ xử lý các chất hữu cơ (BOD
5
)
đạt quy chuẩn cho phép. Bùn phát sinh từ hệ thống xử lý có thể tái sử dụng làm

compost.
Ngoài ra để xử lý nước thải thủy sản còn có nhiều phương pháp khác và dựa
vào các yếu tố như quy chuẩn hoặc tiêu chuẩn đầu ra, thành phần, lưu lượng của
nước thải, giá thành xử lý mà nhà thiết kế lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp.
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
19
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
CHƯƠNG 2:
TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC HIẾU KHÍ
2.1. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC HIẾU KHÍ [11,17]
Phương pháp xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học được ứng dụng để xử lý
các chất hữu cơ hoà tan có trong nước thải cũng như một số chất ô nhiễm vô cơ
khác như hydro sulfua, sunfit, ammonia, nitơ… dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh
vật để phân huỷ chất hữu cơ gây ô nhiễm. Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một
số khoáng chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển.
Quá trình xử lý sinh học hiếu khí nước thải gồm ba giai đoạn sau:
• Oxy hoá các chất hữu cơ: C
x
H
y
O
z
+ O
2
=> CO
2
+ H
2

O + DH (năng lượng)
• Tổng hợp tế bào mới: C
x
H
y
O
z
+ NH
3
+ O
2
=> CO
2
+ H
2
O + DH
• Phân huỷ nội bào: C
5
H
7
NO
2
+ 5O
2
=> 5CO
2
+ 5 H
2
O + NH
3

± DH
Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí có thể xảy ra ở điều
kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều
hiện tối ưu cho quá trình oxy hoá sinh hoá nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất
cao hơn rất nhiều. Tuỳ theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, quá trình xử lý sinh
học hiếu khí nhân tạo có thể chia thành:
Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng chủ yếu được
sử dụng khử chất hữu cơ chứa carbon như quá trình bùn hoạt tính, hồ làm thoáng,
bể phản ứng hoạt động gián đoạn, quá trình lên men phân huỷ hiếu khí. Trong số
những quá trình này, quá trình bùn hoạt tính hiếu khí (Aerotank) là quá trình phổ
biến nhất.
Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám như quá trình
bùn hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản ứng
nitrate hoá với màng cố định.
2.2. SINH TRƯỞNG BÁM DÍNH – MÀNG SINH HỌC [4,12]
2.2.1. Định nghĩa màng sinh học [4]
Màng sinh học là tập hợp các loài vi sinh vật khác nhau, có hoạt tính oxy hóa
các chất hữu cơ có trong nước khi tiếp xúc với màng. Màng này dày từ 1 - 3 mm và
hơn nữa màu của màng thay đổi theo thành phần nước thải từ màu vàng xám đến
màu nâu tối. Trong quá trình xử lý nước thải chảy qua phin lọc sinh học có thể cuốn
theo các của màng vỡ với kích thước 15 - 30 µm có màu sáng vàng hoặc nâu.
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
20
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
Hình 2.1. Màng sinh học[27]
2.2.2. Cấu tạo, thành phần của màng sinh học [12]
Trong bể sinh học thường sử dụng những vật rắn làm giá đỡ, các vi sinh vật sẽ
dính bám trên bề mặt giá đỡ. Trong số các vi sinh vật, có một số các sinh vật có

khả năng tạo polysacrit , chất này có tính dẻo hay còn gọi là polyme sinh học, chất
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
21
Hình2.2. Cấu tạo của màng sinh học [32]
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
này tạo thành màng sinh học. Màng này ngày càng dày thêm, thực chất đây là sinh
khối của vi sinh vật dính bám trên giá đỡ. Màng này có khả năng oxy hóa chất
hữu cơ có trong nước thải khi cho nước thải chảy qua hay tiếp xúc với màng,
ngoài ra màng còn có tác dụng hấp thụ các chất bẩn và trứng giun, sán. …
Màng lọc sinh học thực chất là một hệ nhiều loài vi sinh vật, ngoài vi sinh vật
hiếu khí còn có vi sinh vật tùy nghi và vi sinh vật kỵ khí. Ở lớp ngoài cùng
màng là lớp hiếu khí, lớp này chủ yếu là trực khuẩn Bacillus sống. Lớp trung gian
là lớp vi khuẩn tùy nghi như: Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium,
Baciluus, Microccus. Lớp sâu bên trong là lớp vi sinh vật kỵ khí như vi khuẩn khử
lưu huỳnh và khử nitrat. Phần dưới cùng của lớp màng là quần thể vi sinh vật với
sự có mặt của nguyên sinh động vật và một số vi sinh vật khác. Các loại này ăn vi
sinh vật và sử dụng một phần màng vi sinh để làm thức ăn dẫn đến việc tạo ra
những lỗ nhỏ trên bề mặt vật liệu làm chất màng. Quần thể vi sinh vật của màng có
tác dụng như bùn hoạt tính.
Phần phía trên của màng sinh học là nơi dày nhất, ở vùng giữa ít hơn và vùng
dưới là ít nhất. Các tế bào bên trong màng ít tiếp xúc với cơ chất và ít nhận lượng
oxy nên chuyển sang phân hủy kỵ khí. Sản phẩm biến đổi của quá trình kỵ khí là
alcol, axit hữu cơ. … Các chất này chưa kịp khuếch tán đã bị vi sinh vật khác hấp
thụ vì vậy mà không ảnh hưởng lớn đến màng lọc. Với đặc điểm như vậy màng lọc
có thể oxy hóa các chất hữu cơ, màng này dày hơn làm bịt kín các khe hở, nước
qua màng lọc chậm dần từ đó phin lọc làm việc có hiệu quả hơn. Nếu lớp màng
quá dày thì ta có thể dùng nước để loại bỏ màng và phin chảy nhanh hơn, tuy
nhiên hiệu quả lọc giảm nhưng chúng sẽ khôi phục trở lại.

2.2.3. Quá trình sinh trưởng, phát triển và suy thoái của màng sinh học [12]
Quy luật chung trong sự phát triển của màng vi sinh vật bới quá trình tiêu
thụ cơ chất có trong nước thải và làm sạch nước thải như sau: quá trình vi sinh vật
phát triển dính bám trên bề mặt đệm được chia thành ba giai đoạn.
- Giai đoạn thứ nhất có dạng logarit, khi màng vi sinh vật còn mỏng và chưa
bao phủ hết bề mặt rắn. Trong điều kiện này, tất cả các vi sinh vật phát triển trong
điều kiện như nhau, sự phát triển giống như quá trình vi sinh vật phát triển lơ
lửng.
- Giai đoạn hai độ dày màng trở nên lớn hơn, bề dày hiệu quả. Trong giai
đoạn hai tốc độ phát triển là hằng số, bởi vì bề dày lớp màng hiệu quả không thay
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
22
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
đổi bất chấp sự thay đổi của toàn bộ lớp màng, và tổng lượng vi sinh vật
cũng không đổi trong suốt quá trình này. Lượng cơ chất tiêu thụ chỉ dùng để duy
trì sự trao đổi chất của vi sinh vật, và không có sự gia tăng sinh khối. Lượng cơ
chất đưa vào phải đủ cho quá trình trao đổi chất, nếu không sẽ có sự suy giảm
sinh khối và lớp màng sẽ bị mỏng dần đi nhằm đạt tới cân bằng mới giữa cơ
chất và sinh khối.
- Giai đoạn thứ 3 bề dày lớp màng trở nên ổn định, khi đó tốc độ phát triển
màng cân bằng với tốc độ suy giảm bởi sự phân hủy nội bào, phân hủy theo dây
chuyền thực phẩm, hoặc bị rửa trôi bởi lực cắt của dòng chảy.
Hình 2.3. Chuỗi các vi sinh vật tạo thành màng vi sinh [1]
Qua hình trên cho thấy, trong quá trình phát triển của lớp màng vi sinh, vi sinh
vật thay đổi cả về chủng loại và số lượng. Lúc đầu hầu hết sinh khối là vi khuẩn,
sau đó protozoas và tiếp đến là metazoas phát triển hình thành nên một hệ sinh
thái. Protozoas và metazoas ăn màng vi sinh lượng bùn dư. Tuy nhiên trong một
điều kiện môi trường nào đó, chẳng hạn điều kiện nhiệt độ nước hay chất lượng

nước, metazoas phát triển quá mạnh và ăn quá nhiều màng vi sinh làm ảnh
hưởng tới khả năng làm sạch nước.
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
23
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
24
Đồ án Tổng hợp
_______________________________________________________________________________
CHƯƠNG 3:
ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN XỨU [8,9]
3.1.1. Xơ dừa
3.1.1.1. Xơ dừa và tính năng của xơ dừa
Xơ dừa là phần của vỏ trái dừa được xé ra, loại sản phẩm này sử dụng rộng rãi
trong các ngành thủ công mỹ nghệ hoặc dùng để phủ lên gốc của những cây trồng,
giá thể (để trồng rau). Ngoài ra người ta còn phát hiện ra rằng xơ dừa có thể được
dùng để xử lý nước thải rất tốt. Độ p
H
của xơ dừa là 5,5.
Sợi xơ dừa tương đối ngắn các tế bào của nó chỉ dài khoảng 1mm, đường kính
khoảng 15
m
µ
. Chiều dài cơ bản của sợi xơ dừa từ 15 đến 35cm, đường kính của
chúng thay đổi từ 0,1 đến 1,5mm.
Sợi xơ dừa có thể kéo dài ra được 29,04 % so với chiều dài ban đầu của nó, có

khả năng giữ một lượng nước gấp 8 lần khối lượng của nó và có trữ lượng rất lớn.
Xơ dừa là chất hữu cơ và có thể tái sử dụng, ngoài ra khả năng nổi trên mặt
nước và sức chống chọi của sợi xơ dừa với nước mặn là tốt nhất trong các sợi tự
nhiên, có thể bị phân hủy bởi vi khuẩn, các sợi xơ dừa tương đối không thấm nước.
Xơ dừa là vật liệu rẻ tiền và sẵn có ở nhiều vùng của nước ta. Hơn nữa sử dụng
xơ dừa làm vật liệu dung làm vật thể cho vi sinh vật bám trong quy trình xử lý nước
thải bằng phương pháp sinh học có thể khắc phục được nhược điểm của các vật liệu
khác như: đắt tiền, trọng lượng lớn, dễ gây tắc nghẽn dòng chảy và chiếm chỗ.
Bảng 3.1. Thành phần hóa học của sợi xơ dừa [28]
STT Thành phần Hàm lượng (% khối lượng)
1 2 3
1 Lignin 40 - 45
2 Cenllulose 32 - 43
3 Hemicelluloses 0,15
4 Pectin và những hợp chất liên quan 2,75 - 4
5 Tro 1,44
3.1.1.2.
M t s ng d ng c a x d a trong x l môi tr ngộ ốứ ụ ủ ơ ừ ử ý ườ
Ngày nay, xơ dừa được xem là một vật liệu được sử dụng phổ biến trong việc
xử lý môi trường như: xử lý mùi hôi khí
thải, xử lý nước thải.
_______________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Minh – Lê Thanh Hà
25