QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT THỦY SẢN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO MÔN HỌC
KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT THỦY SẢN

Họ và Tên sinh viên: Võ Lương Nghi
Trần Ngọc Thảo
Nông Xuân Quang
Nguyễn Quốc Thắng
Nguyễn Ngọc Thúy Hà



QUY TRÌNH XỦ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT THỦY SẢN

Tác giả

Trần Ngọc Thảo
Nông Xuân Quang
Võ Lương Nghi
Nguyễn Quốc Thắng
Nguyễn Ngọc Thúy Hà

Báo cáo được đệ trình đáp ứng theo yêu cầu
môn học
Kỹ Thuật Môi Trường

Giáo Viên Hướng Dẫn

Ths. Lê Tấn Thanh Lâm

i


TÓM TẮT
Báo cáo nghiên cứu về thành phần chất thải của nước thải sản xuất thủy sản, các
phương pháp xử lý nước thải nói chung và xử lý nước thải sản xuát thủy sản nói riêng ,
sau đó đề xuất quy trình công nghệ phù hợ và thực hiện các tính toán cở bản để đưa ra
kết luận hiệu quả quy trình. Được thực hiện bởi các sinh viên Trần Ngọc Thảo, Võ
Lương Nghi, Nông Xuân Quang, Nguyễn Quốc Thắng, Nguyễn Ngọc Thúy Hà.
Tài liệu được tham khảo dựa trên sách, báo, các nghiên cứu của các cá nhân và tổ
chức, các quy trình của các nhà máy sản xuất thủy sản.

ii


MỤC LỤC
Trang tựa..........................................................................................................................i
Tóm tắt............................................................................................................................ii
Mục lục..........................................................................................................................iii
Danh sách các từ viết tắt.................................................................................................v
Danh sách các hình........................................................................................................vi
Danh sách các bảng......................................................................................................vii
Chương 1 Mở đầu.........................................................................................................3
1.1 Đặt vấn đề.................................................................................................................3
1.2 Mục đích đề tài..........................................................................................................4
1.3 Phương pháp nghiên cứu..........................................................................................4
Chương 2 Tổng quan....................................................................................................5
2.1 Nguồn gốc phát sinh các chất gây ô nhiễm trong thủy sản......................................5

2.1.1 Thành phần tính chất nước thải thủy sản.............................................6
2.1.2 Tác động đến môi trường.....................................................................7
2.2 Các phương pháp xử lý.............................................................................................8
2.2.1 Cơ học...................................................................................................8
2.2.2 Hóa lý.................................................................................................11
2.2.3 Hóa học...............................................................................................14
2.2.4 Sinh học..............................................................................................15
Chương 3 Nghiên cứu và ứng dụng..........................................................................17
3.1 Nghiên cứu mô hình làm việc mẻ...........................................................................17
3.1.1 Giới thiệu............................................................................................17
3.1.2 Nguyên tắc..........................................................................................17
3.1.3 Tiến hành thí nghiệm..........................................................................18
3.2 Nghiên cứu xử lý nhanh nước thải ao nuôi cá.......................................................18
3.3 Nghiên cứu lựa chọn chất mang ứng dụng cho lọc sinh học.................................19
3.3.1 Vật liệu...............................................................................................19
3.3.2 Phương pháp.......................................................................................19
3.3.3 Kết luận...............................................................................................20
Chương 4 Đề xuất quy trình và tính toán................................................................21
4.1 Đề xuất quy trình công nghệ...................................................................................21
4.2 Tính toán và kết luận..............................................................................................21
4.2.1 Tính toán bể aetotank.........................................................................21
iii


4.2.2 Tính toán nhu cầu cấp oxy.................................................................22
4.2.3 Kết luận...............................................................................................24
Chương 5 Đề xuất và kiến nghị.................................................................................26
5.1 Đề xuất....................................................................................................................26
5.2 Kiến nghị.................................................................................................................27
Tài liệu tham khảo...................................................................................................28

iv


DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

BOD:

Biochemical Oxgen Demand.

BOD5:

Biochemical Oxgen Demand after 5 days.

COD:

Chemical Oxygen Demand.

MLSS:

Mixed Liquor Suspended Solid.

SVI:

Sludge Volume Index: chỉ số thể tích bùn.

MeOH:

Methanol.

Kal(SO4)2:

Potassium permanganate.

TCVN:

Tiêu chuẩn Việt Nam.

QCVN:

Quy chuẩn Việt Nam.

SS:

Suspended Solid: chất rắn lơ lửng.

XLNT:

Xử lý nước thải.

v


DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1 – Quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm khô của công ty Seapimex.............5
Hình 2 – Quy trình công nghệ sản xuất thực phẩm đống lạnh công ty Seapimex........6
Hình 3 – Song chắn rác...................................................................................................9
Hình 4 – Bể lắng lamen của một trạm XLNT của Nhật ...............................................9
Hình 5 – Bể Vớt dầu mỡ...............................................................................................10

Hình 6 – Bể lọc nhanh trọng lực...................................................................................11
Hình 7 – Bể tuyển nổi...................................................................................................13
Hình 8 – Sơ đồ xử lý nước thải bằng phương pháp vi sinh.........................................21

vi


DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 1 – Kết quả phân tích mẫu nước.........................................................................19
Bảng 2 – Sự phụ thuộc của tỷ lệ F/m và hiệu suất xử lý của hệ thống........................22
Bảng 3 – Sự phụ thuộc hằng số y của bùn hoạt tính vào tỷ lệ F/m.............................23
Bảng 4 – Kết quả thử nghiệm của quá trình xử lý nước thải ......................................24

vii


viii


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Dựa trên những đặc điểm địa lý như có những bờ biển dài, điều này tạo điều kiện
thuận lợi công nghiệp chế biến thủy sản trở thành 1 trong những ngành kinh tế chính
của Việt Nam. Các sản phẩm thủy sản là 1 trong những mặt hàng xuất khẩu trọng
điểm, thu về nguồn ngoại tệ lớn thứ 3 sau dầu mỏ và gạo. Nhờ vào nguồn tài nguyên
thủy sản phong phú, người Việt Nam thường sử dụng những sản phẩm tươi sống được
mua từ thị trường tự do mà không qua sơ chế. Kết quả là, những sản phẩm chế biến
thủy sản phần lớn được xuất khẩu sang Singapore, Malaysia, Japan, EU, v.v. Chế biến

thủy sản là 1 trong những ngành công nghiệp chính sản xuất thực phẩm phục vụ nhu
cầu trong nước và xuất khẩu. Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp chế biến
thủy sản ở Việt Nam đã phát triển rất mạnh về số lượng và quy mô của các đơn vị chế
biến. Những đơn vị chế biến mang tính công nghiệp đã tăng từ 102 vào năm 1990, tới
168 trong năm 1998, và 264 vào năm 2001. Vào năm 2005, có hơn 280 xí nghiệp với
394 đơn vị. Vào ngày 9 tháng 8, 2005, và ngày 11 tháng 1, 2006, Thủ tướng chính phủ
đã kí Quyết định số 10/2006/QĐ-TTG, phê chuẩn kế hoạch phát triển chung của ngành
công nghiệp chế biến thủy sản và định hướng tới năm 2010.
Song song với sự đẩy mạnh phát triển quy mô sản xuất là những vấn đề về môi
trường rất đáng lo ngại. Dựa trên những số liệu của cuộc điều tra về những nhà máy
sản xuất, phần lớn những nhà máy chế biến thủy sản ở Việt Nam có quy mô nhỏ và
vừa. Trang thiết bị và công nghệ được đánh giá là nhanh chóng đáp ứng so với những
trang thiết bị và công nghệ của những ngành công nghiệp khác, tuy nhiên, vẫn chậm
đáp ứng nếu so sánh với trang thiết bị và công nghệ của những quốc gia khác. Nước
thải từ những nhà máy chế biến thủy sản có mức độ ô nhiễm cao hơn nhiều so với
những tiêu chuẩn của nước thải công nghiệp B đối với ngành nuôi trồng thủy sản
(TCVN 5945-2005), ví dụ BOD5 cao hơn từ 10 – 20 lần so với tỉ lệ cho phép, và COD
cao hơn từ 9 – 15 lần. Tổng lượng Ni-tơ gần như ngang bằng với tỷ lệ tiêu chuẩn hoặc
hơn khoảng 7 lần, chỉ số P cao hơn khoảng 5 – 7 lần, dầu: cao hơn 10 – 150 lần so với
tỉ lệ cho phép, ....
Tất cả những điều đó cho thấy được tình trạng ô nhiễm nước thải sản xuất thủy
sản đang đến mức báo động. Đứng trước những đòi hỏi về một môi trường sống trong
lành của người dân 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. Trước những
3


đòi hỏi cấp bách đó, nhóm đã tiếng hành nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống xử lý
nước thải của các nhà máy sản xuất và chế biến thủy hải sản.
1.2 Mục tiêu

• Biết được thành phần của nước thải chế biến thủy sản.
• Tìm hiểu các phương pháp xử lý nước thải.
• Đề xuất và tính toán quy trình công nghệ.
1.3 Phương pháp thực hiện
• Phương pháp phân tích, xử lý số liệu.
• Phương pháp sưu tầm, thống kê số liệu.
• Phương pháp quan sát.

Chương 2
4


TỔNG QUAN
2.1 Nguồn gốc phát sinh các chất ô nhiễm trong chế biến thủy sản
Tùy thuộc vào dạng nguyên liệu như: tôm, cá, sò, mực, cua... mà công nghệ sẽ có
nhiều điểm riêng biệt. Tuy nhiên quy trình sản xuất có các dạng sau:

Hình 1 - Quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm khô của công ty Seapimex
(Nguồn Phan Thu nga - luận văn cao học 1997)

5


Hình 2 - Quy trình công nghệ sản xuất thực phẩm đông lạnh của công ty Seapimex
(Nguồn Phan Thu nga - luận văn cao học 1997)

2.1.1 Thành phần, tính chất nước thải thủy hải sản
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 đông lạnh thì được chia làm ba dạng: chất thải rắn,
chất thải lỏng và chất thải khí. Trong quá trình sản xuất còn gây ra các nguồn ô nhiễm

khác như tiếng ồn, độ rung và khả năng gây cháy nổ.
 Chất thải rắn
Chất thải rắn thu được 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. Toàn bộ phế liệu này được
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 đã qua sử dụng với thành phần đặc trưng của rác thải đô thị.
6


 Chất thải lỏng
Nước thải trong công ty máy chế biến đông lạnh phần lớn là nước thải
trong quá trình sản xuất bao gồm: nước rửa nguyên liệu, bán thành phẩm, 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 thải sinh ra từ công ty có thể là:
Khí thải Chlor sinh ra trong quá trình khử 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 rãn.
Hơi tác nhân lạnh có thể bị rò rỉ: NH3.
Tiếng ồn xuất hiện trong công ty chế biến thuỷ sản chủ yếu
do hoạt động của các thiết bị lạnh, cháy nổ, phương tiện vận chuyển…
Trong phân xưởng chế biến của các công ty thuỷ sản nhiệt độ thường thấp
và ẩm hơn so khu vực khác.
2.1.2 Tác động 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:
 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
ôxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ. Nồng 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
7


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.
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…
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.
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.
2.2 Các phương pháp xử lý
2.2.1 Cơ học
Phương pháp xử lý cơ học sử dụng nhằm mục đích tách các chất không hoà tan
và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải .Những công trình xử lý cơ học
bao gồm :
2.2.1.1

Song chắn rác

Song chắn rác nhằm chắn giử các cặn bẩn có kích thước lớn hay ở dạng sợi: giấy,
rau cỏ, rác … được gọi chung là rác. Rác được chuyển tới máy nghiền để nghiền
nhỏ ,sau đó đổ trở lại trước song chắn rác hoặc chuyển tới bể phân huỷ cặn (bể mêtan).
Đối với các tạp chất < 5 mm thường dùng lưới chắn rác. Cấu tạo của thanh chắn rác
8


gồm các thanh kim loại tiết diện chử nhật ,hình tròn hoặc bầu dục. Song chắn rác được
chia làm 2 loại di động hoặc cố định .Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60 –
90o theo hướng dòng chảy.

Hình 3 - Song chắn rác – nguồn phuongdongwt.com

2.2.1.2

Bể lắng cát

Bể lắng cát dùng để tách các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn hơn nhiều
so với trọng lượng riêng của nước như xỉ than , cát …… ra khỏi nước thải . Cát từ bể
lắng cát đưa đi phơi khô ở sân phơi và cát khô thường được sử dụng lại cho những
mục đích xây dựng .

Hình 4 - Bể lắng lamen của một trạm XLNT ở Nhật – Nguồn thietbinuoc.com.vn

2.2.1.3

Bể lắng

Bể lắng dùng để tách các chất lơ lửng có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng
riêng của nước. Chất lơ lửng nặng hơn sẽ từ từ lắng xuống đáy, còn chất lơ lửng nhẹ
hơn sẽ nổi lên mặt nước. Dùng những thiết bị thu gom và vận chuyển các chất bẩn
lắng và nổi (ta gọi là cặn ) tới công trình xử lý cặn.
Dựa vào chức năng , vị trí có thể chia bể lắng thành các loại : bể lắng đợt 1 trước
công trình xử lý sinh học và bể lắng đợt 2 sau công trình xử lý sinh học.
9


Dựa vào nguyên tắc hoạt động, người ta có thể chia ra các loại bể lắng như : bể
lắng hoạt động gián đoạn hoặc bể lắng hoạt động liên tục.
Dựa vào cấu tạo có thể chia bể lắng thành các loại như sau : bể lắng đứng , bể

lắng ngang ,bể lắng ly tâm và một số bể lắng khá.
2.2.1.4

Bể vớt dầu mỡ

Bể vớt dầu mở thường được áp dụng khi xử lý nước thải có chứa dầu mở (nước
thải công ngiệp), nhằm tách các tạp chất nhẹ .Đối với thải sinh hoạt khi hàm lượng dầu
mở không cao thì việc vớt dầu mở thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết bị gạt chất nổi.

Hình 5 - Bể vớt dầu mỡ - nguồn chemcoproducts.net

2.2.1.5

Bể lọc

Bể lọc nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách cho
nước thải đi qua lớp lọc đặc biệt hoặc qua lớp vật liệu lọc, sử dụng chủ yếu cho một số
loại nước thải công nghiệp. Quá trình phân riêng được thực hiện nhờ vách ngăn xốp,
nó cho nước đi qua và giữ pha phân tán lại. Quá trình diễn ra dưới tác dụng của áp suất
cột nước.

Hình 6 - Bể lọc nhanh trọng lực – nguồn laocaionline.com

2.2.2 Hóa lý
10


Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý là áp dụng các
quá trình vật lý và hoá học để đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó để gây tác động
với các tạp chất bẩn ,biến đổi hoá học , tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc

chất hoà tan nhưng không độc hại hoặc gây ô nhiễm môi trường .Giai đoạn xử lý hoá
lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý cùng với các phương pháp cơ học , hoá
học , sinh học trong công nghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh.
Những phương pháp hoá lý thường được áp dụng để xử lý nước thải là : keo tụ,
tuyển nổi, đông tụ, hấp phụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược và siêu lọc …v…v…
2.2.2.1

Keo tụ

Keo tụ là quá trình kết hợp các hạt lơ lửng khi cho các chất cao phân tử vào
nước. Khác với quá trình đông tụ, khi keo tụ thì sự kết hợp diễn ra không chỉ do tiếp
xúc trực tiếp mà còn do tương tác lẫn nhau giữa các phân tử chất keo tụ bị hấp phụ
trên các hạt lơ lửng.
Sự keo tụ được tiến hành nhằm thúc đẩy quá trình tạo bông hydroxyt nhôm và sắt
với mục đích tăng vận tốc lắng của chúng. Việc sử dụng chất keo tụ cho phép giảm
chất đông tụ, giảm thời gian đông tụ và tăng vận tốc lắng.
Cơ chế làm việc của chất keo tụ dựa trên các hiện tượng sau: hấp phụ phân tử
chất keo trên bề mặt hạt keo, tạo thành mạng lưới phân tử chất keo tụ. Sự dính lại các
hạt keo do lực đẩy Vanderwalls. Dưới tác động của chất keo tụ giữa các hạt keo tạo
thành cấu trúc 3 chiều, có khả năng tách nhanh và hoàn toàn ra khỏi nước .
Chất keo tụ thường dùng có thể là hợp chất tự nhiên và tổng hợp chất keo tự
nhiên là tinh bột, ete, xenlulo, dectrin (C6H10O5)n và dioxyt silic hoạt tính
(xSiO2.yH2O).
2.2.2.2

Đông tụ

Quá trình thuỷ phân các chất đông tụ và tạo thành các bông keo xảy ra theo các
giai đoạn sau :
+ HOH

⇔

Me(OH)2+

+

H+

Me(OH)2+ + HOH

⇔

Me(OH)+

+

H+

Me(OH)+ + HOH

⇔

Me(OH)3

+

H+

Me(OH)3

+

3 H+

Me3

Me3+

+

3HOH

⇔

11


Chất đông tụ thường dùng là muối nhôm, sắt hoặc hoặc hỗn hợp của chúng .
Việc chọn chất đông tụ phụ thuộc vào thành phần, tính chất hoá lý, giá thành, nồng độ
tạp chất trong nước, pH.
Các muối nhôm được dùng làm chất đông tụ : Al 2(SO4)3.18H2O, NaAlO2,
Al(OH)2Cl, Kal(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O. Thường sunfat nhôm làm chất
đông tụ vì hoạt động hiệu quả pH = 5 – 7.5, tan tốt trong nước, sử dụng dạng khô hoặc
dạng dung dịch 50% và giá thành tương đối rẽ.
Các muối sắt được dùng làm chất đông tụ : Fe(SO) 3.2H2O, Fe(SO4)3.3H2O,
FeSO4.7H2O và FeCl3. Hiệu quả lắng cao khi sử dụng dạng khô hay dung dịch 10
-15%.
2.2.2.3

Tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng rắn
hoặc lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng. Trong xử lý nước thải ,
tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học .Ưu
điểm cơ bản của phương pháp này so với phương pháp lắng là có thể khử được hoàn
toàn các hạt nhỏ hoặc nhẹ, lắng chậm, trong một thời gian ngắn. Khi các hạt đã nổi lên
bề mặt, chúng có thể thu gom bằng bộ phận vớt bọt.
Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thường là
không khí ) vào trong pha lỏng. Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi của tập
hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập
hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng
ban đầu.

Hình 7 - Bể tuyển nổi – nguồn minhtrangcorp.com

2.2.2.4

Hấp phụ

Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các
chất hữu cơ hoà tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi nước thải có
chứa một hàm luợng rất nhỏ các chất đó. Những chất này không phân huỷ bằng con
12


đường sinh học và thường có độc tính cao .Nếu các chất cần khử bị hấp phụ tốt và khi
chi phí riêng lượng chất hấp phụ không lớn thì viêc ứng dụng phương pháp này là hợp
lý hơn cả.
Các chất hấp phụ thường được sử dụng như : than hoạt tính, các chất tổng hợp và

chất thải của vài ngành sản xuất được dùng làm chất hấp phụ (tro , rỉ , mạt cưa …).
Chất hấp phụ vô cơ như đất sét , silicagen , keo nhôm và các chất hydroxit kim loại ít
được sử dụng vì năng lượng tương tác của chúng với các phân tử nước lớn. Chất hấp
phụ phổ biến nhất là than hoạt tính, nhưhg chúng cần có các tính chất xác định như :
tương tác yếu với các phân tử nước và mạnh với các chất hữu cơ, có lỗ xốp thô để có
thể hấp phụ các phân tử hữu cơ lớn và phức tạp, có khả năng phục hồi. Ngoài ra ,than
phải bền với nước và thấm nước nhanh. Quan trọng là than phải có hoạt tính xúc tác
thấp đối với phản ứng oxy hoá bởi vì một số chất hữu cơ trong nước thải có khả năng
bị oxy hoá và bị hoá nhựa. Các chất hoá nhựa bít kín lổ xốp của than và cản trở việc
tái sinh nó ở nhiệt độ thấp.
2.2.2.5

Trao đổi ion

Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi
với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Các chất này gọi là
các ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan trong nước.
Các chất có khả năng hút các ion dương từ dung dịch điện ly gọi là cationit ,
những chất này mang tính axit. Các chất có khả năng hút các ion âm gọi là anionit và
chúng mang tính kiềm. Nếu như các ionit nào đó trao đổi cả cation và anion gọi là các
ionit lưỡng tính .
Phương pháp trao đổi ion thường được ứng dụng để loại ra khỏi nước các kim
loại như: Zn , Cu , Cr , Ni , Pb , Hg , Mn ,…v…v…, các hợp chất của Asen, photpho,
Cyanua và các chất phóng xạ.
Các chất trao đổi ion là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay
tổng hợp nhân tạo. Các chất trao đổi ion vô cơ tự nhiên gồm có các zeolit, kim loại
khoáng chất, đất sét, fenspat, chất mica khác nhau …v…v… vô cơ tổng hợp gồm
silicagen, pecmutit (chất làm mềm nước ), các oxyt khó tan và hydroxyt của một số
kim loại như nhôm, crôm, ziriconi…v…v… Các chất trao đổi ion hữu cơ có nguồn
gốc tự nhiên gồm axit humic và than đá chúng mang tính axit, các chất có nguồn gốc

tổng hợp là các nhựa có bề mặt riêng lớn là những hợp chất cao phân tử.
2.2.2.6

Điện hóa

Mục đích của phương pháp này là xử lý các tạp chất tan và phân tán trong nước
thải, có thể áp dụng trong quá trình oxy hoá dương cực, khử âm cực, đông tụ điện và
13


điện thẩm tích. Tất cả các quá trình này đều xảy ra trên các điện cực khi cho dòng điện
1 chiều đi qua nước thải.
Các phương pháp điện hoá giúp thu hồi các sản phẩm có giá trị từ nước thải với
sơ đồ công nghệ tương đối đơn giản, dễ tự động hoá và không sử dụng tác chất hoá
học. Nhược điểm lớn của phương pháp này là tiêu hao điện năng lớn, việc làm sạch
nước thải bằng phương pháp điện hoá có thể tiến hành gián đoạn hoặc liên tục
Hiệu suất của phương pháp điện hoá được đánh giá bằng 1 loạt các yếu tố như
mật độ dòng điện, điện áp, hệ số sử dụng hữu ích điện áp, hiệu suất theo dòng, hiệu
suất theo năng lượng.
2.2.3 Hóa học
Các phương pháp hoá học dùng trong xử lý nước thải gồm có: trung hoà, oxy hoá
và khử. Tất cả các phương pháp này đều dùng các tác nhân hoá học nên là phương
pháp đắt tiền. Người ta sử dụng các phương pháp hoá học để khử các chất hoà tan và
trong các hệ thống cấp nước khép kín. Đôi khi các phương pháp này được dùng để xử
lý sơ bộ trước xử lý sinh học hay sau công đoạn này như là một phương pháp xử lý
nước thải lần cuối để thải vào nguồn .
2.2.3.1

Trung hòa

Nước thải chứa các axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hoà đưa pH về khoảng
6,5 đến 8,5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo.

Trung hoà nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau :
Trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm
Bổ sung các tác nhân hoá học
Lọc nước axit qua vật liệu có tác dụng trung hoà
Hấp thụ khí axit bằng nước kiềm hoặc hấp thụ amoniac bằng nước axit
Việc lựa chọn phương pháp trung hoà là tuỳ thuộc vào thể tích và nồng độ nước
thải, chế độ thải nước thải, khả năng sẳn có và giá thành của các tác nhân hoá học.
Trong quá trình trung hoà, một lượng bùn cặn được tạo thành. Lượng bùn này phụ
thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại và lượng các tác nhân sử
dụng cho quá trình.
2.2.3.2

Oxy hóa – khử
14


Mục đích của phương pháp này là chuyển các chất ô nhiễm độc hại trong nước
thải thành các chất ít độc hơn và được loại ra khỏi nước thải. Quá trình này tiêu tốn
một lượng lớn các tác nhân hoá học, do đó quá trình oxy hoá hoá học chỉ được dùng
trong những trường hợp khi các tạp chất gây ô nhiễm bẩn trong nước thải không thể
tách bằng những phương pháp khác. Thường sử dụng các chất oxy hoá như : Clo khí
và lỏng, nước Javen NaClO, Kalipermanganat KMnO4, Hypocloric Canxi Ca(ClO) 2,
H2O2, Ozon …
2.2.3.3

Khử trùng

Sau khi xử lý sinh học, phần lớn các vi khuẩn trong nước thải bị tiêu diệt. Khi xử
lý trong các công trình sinh học nhân tạo (Aerophin hay Aerotank ) số lượng vi khuẩn
giảm xuống còn 5%, trong hồ sinh vật hoặc cánh đồng lọc còn 1-2%. Nhưng để tiêu
diệt toàn bộ vi khuẩn gây bệnh, nước thải cần phải khử trùng Chlor hoá, Ozon hoá,
điện phân, tia cực tím …
2.2.4 Sinh học
Phương pháp xử lí sinh học là sử dụng khả năng sống, hoạt động của vi sinh vật
để phân huỷ các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải. Các vi sinh vật sử dụng các hợp
chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong
quá trình dinh dưỡng, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng
và sinh sản vì thế sinh khối của chúng được tăng lên. Quá trình phân hủy các chất hữu
cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hoá sinh hoá. Phương pháp xử lý sinh học có
thể thực hiện trong điều kiện hiếu khí (với sự có mặt của oxy) hoặc trong điều kiện kỵ
khí (không có oxy).
Phương pháp xử lý sinh học có thể ứng dụng để làm sạch hoàn toàn các loại nước
thải chứa chất hữu cơ hoà tan hoặc phân tán nhỏ. Do vậy phương pháp này thường
được áp dụng sau khi loại bỏ các loại tạp chất thô ra khỏi nước thải.
Quá trình xử lý sinh học gồm các bước :
Chuyển hoá các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hoà
tan thành thể khí và thành các vỏ tế bào vi sinh
Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo
vô cơ trong nước thải
Loại các bông cặn ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng .

15


Chương 3
NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG
3.1 Nghiên cứu thực nghiệm xử lý nước thải theo mô hình làm việc từng mẻ áp

dụng tại công ty chế biến thủy sản xuất khẩu kiên giang
3.1.1 Giới thiệu
Mô hình thí nghiệm gồm có các công trình sau:
Thùng pha nước thải : Pha loãng nước thải với nồng độ mong muốn.
Thùng chứa nước thải : Thu gom lượng thải sau khi xử lý ở bể sinh học.
Bể sinh học : Bể sinh học có dạng hình trụ, dung tích 18 lít, với tổng chiều
cao 0,5m. Bên trong có bố trí 4 cục đá bọt phân phối khí được phân bố
đều trên diện tích bề mặt bể để tạo sự khuấy trộn hoàn chỉnh. Khí được
cung cấp từ máy thổi khí , dạng máy dùng cho các hồ cá, sao cho nồng độ
oxy hoà tan trong nước duy trì trong khoảng từ 3 – 5 (mg/l). Bên ngoài bố
trí các van xả nước sau khi xử lý, van xả bùn. Bể sinh học vừa có chức
năng tách các bông bùn ra khỏi nước thải sau khi xử lý bằng quá trình
lắng.
3.1.2 Nguyên tắc
Bể sinh học trong mô hình thí nghiệm làm việc theo dạng từng mẽ kế tiếp nhau
(Sequecing Batch Reactor – SBR) bao gồm các bước sau :
Bước 1: Nước thải được pha loãng đến nồng độ và thể tích xác định rồi
được đưa vào bể bằng chế độ tự chảy hay bằng bơm.
Bước 2: Tạo phản ứng sinh hóa giữa nước thải và bùn hoạt tính bằng sục
khí hay làm thoáng bề mặt để cấp oxy vào nước và khuấy trộn đều hỗn
hợp. Thời gian làm thoáng phụ thuộc vào nước thải , yêu cầu và mức độ
xử lý.
Bước 3: Lắng trong nước, quá trình lắng diễn ra trong môi trường tĩnh,
hiệu quả thuỷ lực của bể đạt 100%. Thời gian lắng trong và cô đặc bùn
thường kết thúc sớm hơn 2 giờ.
Bước 4: Tháo nước đã lắng trong ở phần trên của bể ra nguồn tiếp nhận.
Bước 5: Chờ đợi để nạp mẽ mới, thời gian chờ đợi phụ thuộc vào thời gian
vận hành 4 quy trình trên và vào số lượng bể. Thứ tự nạp nước nguồn vào
bể do người thiết kế quyết định.
3.1.3 Tiến hành thí nghiệm

16


Giai đoạn thích nghi
Bùn nuôi cấy ban đầu cho vào mô hình ở hàm lượng MLSS khoảng 3000 – 3500
mg/L. Giai đoạn thích nghi bắt đầu với hàm lượng COD khoảng 500mg/L và thời gian
lưu nước là 24 giờ. Giai đoạn thích nghi được tiến hành theo các bước sau:
Pha loãng nước thải đến nồng độ COD khoảng 500 mg/L, sau đó hoà trộn với
lượng bùn nuôi cấy để tạo nên 15 lít hỗn hợp có MLSS khoảng 3000 – 3500 mg/L, đo
pH.
Tiến hành sục khí, sau 24 giờ tắt máy thổi khí để lắng tỉnh trong 30 – 60 phút.
Sau đó dùng van xã phần nước trong bên trên và giử lại khoảng 5 lít hỗn hợp
nước và bùn lắng phía dưới.
Xác định các thông số COD, pH, MLSS, SVI.
Tiếp tục thực hiện các bước trên cho đến khi bùn kết cụm thành dạng bông, dễ
lắng. Khi đó giai đoạn thích nghi đã hoàn thành và tiến hành thí nghiệm.
Giai đoạn thay đổi nồng độ
Thay đổi nồng độ COD ở đầu vào và tiến hành khảo sát sự thay đổi COD, pH,
MLSS ở đầu ra theo thời gian lưu nước.
Trước mỗi lần thay đổi nồng độ COD, kiểm tra khả năng lắng của bùn qua chỉ số
SVI và xã bớt lượng bùn dư.
Tuy quá trình tiến hành thí nghiệm được chia làm 2 giai đoạn riêng biệt – thích
nghi và tăng nồng độ – nhưng thực chất chúng có liên hệ với nhau khá chặt chẽ. Mỗi
lần thay đổi nồng độ COD ở đầu vào, ta đều phải tiến hành lại giai đoạn thích nghi
trước khi khảo sát các thông số ở đầu ra nhằm đảm bảo kết quả thu thập được chính
xác.
Các thông số COD, pH, MLSS, SVI được xác định theo giáo trình thí nghiệm
nước và nước thải – STANDARD METHODS tại phòng thí nghiệm khoa Môi Trường
– Trường Đại học bách Khoa TPHCM.
3.2 Nghiên cứu phương pháp xử lý nhanh nước thải ao nuôi cá

Từ tháng 12/2007, Trung tâm giống thủy sản An Giang phối hợp với Công ty
TNHH SX - TM Hoài Nam - Hoài Bắc (TP.HCM) thử nghiệm xử lý nước thải trong
ao ươm cá tra tại phường Mỹ Thới (TP. Long Xuyên, An Giang) bằng phương pháp
Purolite tốc độ cao. Kết quả kiểm tra của Trung tâm ứng dụng và chuyển giao khoa
17