đánh giá hiệu quả tiền xử lý nước thải thủy sản bằng phương pháp tuyển nổi điện hóa sử dụng năng lượng mặt trời

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

ĐỀ TÀI:

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ TIỀN XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN
BẰNG PHƯƠNG PHÁP TUYỂN NỔI ĐIỆN HÓA
SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Cán bộ hướng dẫn
LÊ HOÀNG VIỆT

Sinh viên thực hiện
DOÃN THỊ NGỌC MAI - 1110836
ĐÀO TẤN PHƯƠNG
- 1110852

 Cần Thơ, 12/2014 


Luận văn tốt nghiệp

XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................

..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
Cần Thơ, Ngày tháng

năm 2014

Cán bộ hƣớng dẫn

SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

i

Luận văn tốt nghiệp

LỜI CẢM TẠ
Sau hơn 3 tháng thực hiện đề tài “ Đánh giá hiệu quả tiền xử lý nước thải thủy
sản bằng phương pháp tuyển nổi điện hóa sử dụng năng lượng mặt trời” với sự
hƣớng dẫn của thầy Lê Hoàng Việt, chúng tôi hoàn thành đúng tiến độ và học hỏi
thêm nhiều kinh nghiệm quý báo. Để hoàn thành đề tài chúng tôi đã cố gắng rất
nhiều kể từ khi bắt đầu thực hiện đến lúc kết thúc đề tài. Bên cạnh sự cố gắng của
đó, chúng tôi đã nhận đƣợc sự hỗ trợ, động viên rất nhiều từ gia đình, thầy cô và
bạn bè. Nhân đây chúng tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến:
Gia đình chúng tôi đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để hỗ trợ, động viên chúng tôi
trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Thầy Lê Hoàng Việt đã tận tình chỉ bảo, truyền đạt những kinh nghiệm quý báo
cũng nhƣ tạo mọi điều kiện thuận lợi để chúng tôi hoàn thành tốt đề tài.
Quý thầy cô trong khoa Môi trƣờng & Tài nguyên Thiên nhiên nói chung, thầy cô
bộ môn Kỹ thuật Môi trƣờng nói riêng đã tận tình giúp đỡ chúng tôi trong suốt thời
gian qua.
Quý thầy cô trong khoa Công nghệ nói chung, thầy cô bộ môn Kỹ thuật điện nói
riêng đã tận tình giúp đỡ trong thời gian thực hiện đề tài.
Các bạn lớp Kỹ thuật Môi Trƣờng K37, đặc biệt là những bạn làm luận văn cùng
chúng tôi đã chia sẽ, hỗ trợ và động viên chúng tôi trong suốt thời gian làm luận
văn.
Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng tôi đã cố gắn hoàn thành tốt đề tài nhƣng do
thời gian và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót. Kính mong
nhận đƣợc sự đóng góp của quý thầy cô và các bạn để đề tài hoàn thiện hơn.
Sinh viên thực hiện

Doãn Thị Ngọc Mai

SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836

Đào Tấn Phƣơng – 1110852

Đào Tấn Phƣơng

ii


Luận văn tốt nghiệp

TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Nƣớc thải chế biến thủy sản có nồng độ chất rắn lơ lửng, dầu mỡ, COD, BOD5,
tổng Ni-tơ và phốt-pho với nồng độ cao nên biện pháp xử lý có hiệu quả là xử lý
sinh học, do đó công đoạn xử lý sơ bộ phải loại bỏ dầu mỡ cao, đầu ra chất rắn lơ
lửng đạt yêu cầu để vào công đoạn xử lý sinh học. Một trong những công nghệ
đƣợc sử dụng phổ biến hiện nay để xử lý nƣớc thải thủy sản là bể tuyển nổi có hiệu
suất cao và chiếm ít diện tích xây dựng, tuy nhiên tiêu tốn năng lƣợng trong quá
trình vận hành nên đề tài: “Đánh giá hiệu quả tiền xử lý nước thải thủy sản bằng
phương pháp tuyển nổi điện hóa sử dụng năng lượng mặt trời” đƣợc tiến hành
nhằm xử lý nƣớc thải, bảo vệ môi trƣờng khỏi tác động từ quá trình chế biến thủy
sản. Đồng thời góp phần tìm ra phƣơng pháp xử lý sơ bộ thích hợp, khả thi về mặt
kỹ thuật – kinh tế cho cơ sở chế biển thủy sản, giải quyết vấn đề tiêu tốn năng lƣợng
trong quá trình vận hành bể tuyển nổi bằng việc sử dụng nguồn năng lƣợng mặt trời.
Đề tài đƣợc tiến hành với 4 thí nghiệm định hƣớng xác định các thông số cho thí
nghiệm chính thức trên mô hình bể tuyển nổi điện phân và sử dụng nguồn điện một
chiều từ pin mặt trời. Các thông số ảnh hƣởng đến quá trình tuyển nổi điện hóa
đƣợc lựa chọn dựa trên 2 tiêu chí là hiệu suất loại bỏ chất ô nhiểm cao và lợi ích về
kinh tế. Vận hành chính thức mô hình với các thông số góc nghiêng điện cực là 45o,
diện tích bản điên cực S=486cm2, khoảng cách điện cực d=1cm, thời gian lƣu θ=30
phút và hiệu điện thế U=12V, cho kết quả loại bỏ SS, COD, BOD, TKN, Ptổng lần
lƣợt là 83,2 %; 76,8%; 68,28%; 66,92% và 71,36%. Sau quá trình tuyển nổi DO

trong nƣớc tăng lên, nếu sau đó là biên pháp xử lý sinh học hiếu khí giúp giảm chi
phí vận hành. Trong thí nghiệm chính thức, điện năng tiêu thụ cũng đƣợc đo đạt để
tính toán lƣợng điện tiêu thụ cho hệ thống.
Từ kết quả thí nghiệm trên, nhận thấy rằng xử lý sơ bộ bằng phƣơng pháp tuyển nổi
điện hóa có hiệu quả cao, nƣớc thải đầu ra đạt yêu cầu để vào hệ thống xử lý sinh
học. Ngoài ra, đề tài cũng cho thấy năng lƣợng mặt trời có thể đƣợc sử dụng thay
cho điện lƣới trong hệ thống xử lý nƣớc thải.
Từ khóa: Tuyển nổi điện hóa, nước thải thủy sản, năng lượng mặt trời.

SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

iii


Luận văn tốt nghiệp

LỜI CAM ĐOAN
Chúng tôi xin cam đoan luận văn đƣợc hoàn thành dựa trên kết quả nghiên cứu của
chúng tôi và các số liệu, kết quả nghiên cứu này chƣa đƣợc dùng cho bất cứ luận
văn nào trƣớc đây.
Cần Thơ, ngày tháng năm 2014
Sinh viên thực hiện

Doãn Thị Ngọc Mai

SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

Đào Tấn Phƣơng

iv


Luận văn tốt nghiệp

MỤC LỤC
XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN .......................................................... i
XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN ............................................................. ii
LỜI CẢM TẠ ........................................................................................................... iii
TÓM TẮT ĐỀ TÀI .................................................................................................. iv
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... v
MỤC LỤC ................................................................................................................ vi
DANH SÁCH BẢNG ............................................................................................... ix
DANH SÁCH HÌNH ................................................................................................ x
DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT .............................................................................. xi
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU ...................................................................................... 1
CHƢƠNG 2: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU .................................................................. 3
2.1 Thành phần và tính chất nƣớc thải thủy sản ....................................................... 3
2.1.1 Quy trình sản xuất ..................................................................................... 3
2.1.2 Thành phần tính chất nƣớc thải thủy sản ................................................... 7
2.2 Phƣơng pháp tuyển nổi ....................................................................................... 7
2.2.1 Khái niệm tuyển nổi .................................................................................. 7
2.2.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình tuyển nổi..................................................... 7
2.3 Các loại bể tuyển nổi và ƣu nhƣợc điểm của chúng ........................................... 8
2.3.1 Tuyển nổi theo trọng lƣợng riêng .............................................................. 8
2.3.2 Tuyển nổi bằng khí .................................................................................... 8
2.4 Tuyển nổi điện phân ........................................................................................... 10
2.4.1 Khái niêm tuyển nổi điện .......................................................................... 10
2.4.2 Cơ chế quá trình tuyển nổi điện................................................................. 11

2.4.3 Các thông số kỹ thuật ảnh hƣởng đến quá trình tuyển nổi điện phân ....... 11
2.4.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình tuyển nổi điện phân ......................... 11
2.4.5 Quá trình tuyển nổi điện kết hợp keo tụ điện hóa ..................................... 12
2.5 Năng lƣợng mặt trời ........................................................................................... 15
2.5.1 Sơ lƣợc về năng lƣợng mặt trời ................................................................. 15
2.5.2 Bức xạ năng lƣợng mặt trời ....................................................................... 15
2.5.3 Pin mặt trời ................................................................................................ 15
2.6 Các nghiên cứu ứng dụng quá trình keo tụ điện hóa .......................................... 18
SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

v


Luận văn tốt nghiệp
2.6.1 Trong nƣớc ................................................................................................. 18
2.6.2 Ngoài nƣớc ................................................................................................. 19
CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊM CỨU ..................................................... 21
3.1 Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................ 21
3.2 Địa điểm, thời gian và phƣơng tiện nghiên cứu ................................................. 22
3.2.1 Mô tả mô hình thí nghiệm.......................................................................... 22
3.2.2 Phƣơng tiện thí nghiệm .............................................................................. 24
3.3 Phƣơng pháp tiến hành thí nghiệm ..................................................................... 25
3.3.1 Bố trí thí nghiệm ........................................................................................ 25
3.3.2 Phƣơng pháp thực hiện thí nghiệm ............................................................ 27
3.4 Phƣơng pháp và phƣơng tiện phân tích các chỉ tiêu ........................................... 28
CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................ 31
4.1 Quy trình chế biến và thành phần nƣớc thải
công ty cổ phần thủy sản Mekong ............................................................................ 31
4.1.1 Quy trình sản xuất của công ty cổ phần thủy sản Mekong ........................ 31

4.1.2 Thành phần, tính chất nƣớc thải
của công ty cổ phần thủy sản Mekong ...................................................................... 33
4.2 Thí nghiệm định hƣớng xác định các thông số thích hợp cho quá trình xử lý
nƣớc thải thủy sản bằng phƣơng pháp tuyển nổi điện hóa ....................................... 34
4.2.1 Thí nghiệm xác định góc nghiêng điện cực thích hợp ............................... 34
4.2.2 Thí nghiệm xác định diện tích điện cực thích hợp..................................... 37
4.2.3 Thí nghiệm xác định khoảng cách điện cực thích hợp .............................. 40
4.2.4 Thí nghiệm xác định thời gian lƣu thích hợp............................................. 43
4.3 Thí nghiệm đánh giá hiệu quả tiền xử lý nƣớc thải thủy sản bằng
phƣơng pháp tuyển nổi điện hóa sử dụng năng lƣợng mặt trời ................................ 46
CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................ 50
5.1 Kết luận ............................................................................................................... 50
5.2 Kiến nghị ............................................................................................................. 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 51
PHỤ LỤC A: THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN.......................................................................... 54
PHỤ LỤC B: KẾT QUẢ ĐO ĐỘ ĐỤC VÀ COD THÍ NGHIỆM
ĐỊNH HƢỚNG CHO QUA TRÌNH TUYỂN NỔI ĐIỆN HÓA ............................. 55
PHỤ LỤC C: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU ......................................... 60
SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

vi


Luận văn tốt nghiệp
PHỤ LỤC D ............................................................................................................. 64
PHỤ LỤC E: KHỐI LƢỢNG NHÔM TRƢỚC VÀ SAU KHI TUYỂN NỔI ........ 68

SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

vii


Luận văn tốt nghiệp

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1 Thành phần chất ô nhiễm trong nƣớc thải chế biến thủy sản .................... 7
Bảng 2.2 Thống kê một số ứng dụng tuyển nổi điện phân kết hợp keo tụ điện hóa
với một số loại nƣớc thải .......................................................................................... 19
Bảng 3.1 Phƣơng pháp và phƣơng tiện phân tích các chỉ tiêu.................................. 29
Bảng 4.1 Thành phần nƣớc thải của công ty cổ phần thủy sản Mekong .................. 33
Bảng 4.2 Độ đục và nồng độ COD nƣớc thải thủy sản trƣớc và sau tuyển nổi
với góc nghiêng điện cực khác nhau ......................................................................... 35
Bảng 4.3 Độ đục và COD nƣớc thải thủy sản trƣớc và sau tuyển nổi với
diện tích điện cực khác nhau ..................................................................................... 38
Bảng 4.4 Độ đục và COD nƣớc thải thủy sản thí nghiệm tuyển nổi
xác định khoảng cách điện cực ................................................................................. 41
Bảng 4.5 Độ đục và COD của nƣớc thải thủy sản trƣớc và sau tuyển nổi
của thí nghiệm xác định thời gian lƣu ...................................................................... 43
Bảng 4.6 Nồng độ nƣớc thải thủy sản trƣớc và sau tuyển nổi bằng
phƣơng pháp tuyển nổi điện hóa ............................................................................... 46

SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

viii


Luận văn tốt nghiệp

DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1 Quy trình chế biến tổng quát cá tra fillet đông lạnh .................................. 4
Hình 2.2 Quy trình chế biến tôm đông lạnh ............................................................. 5
Hình 2.3 Quy trình chế biến surimi .......................................................................... 6
Hình 2.4 Bể tuyển nổi điện phân .............................................................................. 10
Hình 2.5 Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời ....................................................... 16
Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc thải thủy sản áp dụng quá trình
hóa lý kết hợp sinh học hiếu khí ............................................................................... 21
Hình 3.2 Mô hình bể tuyển nổi điện phân ................................................................ 23
Hình 3.3 Các thành phần của mô hình thí nghiệm ................................................... 23
Hình 3.4 Điện cực bằng nhôm .................................................................................. 24
Hình 3.5 Hố thu gom nƣớc thải tập trung của
công ty cổ phần thủy sản mekong ............................................................................ 24
Hình 3.6 Các bƣớc tiến hành thí nghiệm .................................................................. 26
Hình 4.1 Quy trình sản xuất cá tra, các basa đông lạnh của
Công ty cổ phần thủy sản Mekong ........................................................................... 32
Hình 4.2 Bọt khí sinh ra ở những góc nghiêng điện cực khác nhau ........................ 35
Hình 4.3 Độ đục của nƣớc thải thủy sản trƣớc và sau tuyển nổi
với góc nghiêng điện cực khác nhau trong 3 ngày thí nghiệm ................................. 36
Hình 4.4 Nƣớc thải thủy sản trƣớc và sau tuyển nổi thay đổi theo
góc nghiêng điện cực ................................................................................................ 36
Hình 4.5 Nồng độ COD của nƣớc thải thủy sản trƣớc và sau tuyển nổi
theo góc nghiêng điện cực ........................................................................................ 37
Hình 4.6 Độ đục nƣớc thải thủy sản trƣớc và sau tuyển nổi
với diện tích điện cực khác nhau .............................................................................. 38
Hình 4.7 Độ đục của nƣớc thải thủy sản trƣớc và sau tuyển nổi
thí nghiệm xác định diện tích điện cực thích hợp..................................................... 39
Hình 4.8 Nồng độ COD của nƣớc thải thủy sản trƣớc và sau tuyển nổi
của thí nghiệm xác định diện tích điện cực qua ....................................................... 39

Hình 4.9 Bọt khí sinh ra trong thí nghiệm định hƣớng
xác định khoảng cách điện cực ................................................................................. 40
Hình 4.10 Độ đục nƣớc thải thủy sản trƣớc và sau tuyển nổi bằng phƣơng pháp
tuyển nổi điện phân ở các khoảng cách điện cực khác nhau ................................... 41
SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

ix


Luận văn tốt nghiệp
Hình 4.11 Độ đục của nƣớc thải thủy sản trƣớc và sau tuyên nổi
thí nghiệm xác định khoảng cách điện cực ............................................................... 42
Hình 4.12 Nồng độ COD trƣớc và sau tuyển nổi của thí nghiệm
xác định khoảng cách điện cực ................................................................................. 42
Hình 4.13 Độ đục nƣớc thải thủy sản trƣớc và sau tuyển nổi bằng phƣơng pháp
tuyển nổi điện phân ở các thời gian lƣu khác nhau .................................................. 44
Hình 4.14 Nƣớc thải thủy sản trƣớc và sau tuyển nổi
với thời gian lƣu khác nhau ...................................................................................... 44
Hình 4.15 Nồng độ COD của nƣớc thải thủy sản trƣớc và sau tuyển nổi
bằng phƣơng pháp tuyển nổi điện hóa ở các thời gian lƣu khác nhau...................... 45
Hình 4.16 Nƣớc thải thủy sản trƣớc và sau quá trình tuyển nổi điện hóa ................ 47
Hình 4.17 Nồng độ các chỉ tiêu trong nƣớc thải thủy sản trƣớc và sau quá trình
tuyển nổi điện hóa ..................................................................................................... 47

SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

x

Luận văn tốt nghiệp

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

BOD

Biochemical Oxygen Demand

Nhu cầu oxy sinh hóa

COD

Chemical Oxygen Demand

Nhu cầu oxy hóa học

d

-

Khoảng cách điện cực

ĐBSCL

-

Đồng bằng sông Cửu Long

ĐC

-

Điện cực

DO

Dissolved Oxygen

Oxy hòa tan

DTBĐC

-

Diện tích bản điện cực

GNĐC

-

Góc nghiêng điện cực

HĐT

-

Hiệu điện thế

KCĐC

-

Khoảng cách giữa các bản điện
cực

KTĐH

-

Keo tụ điện hóa

NTU

Nepholometric turbidity units

Đơn vị đo độ đục

S

-

Tổng diện tích điện cực

SS

Suspended Solid

Chất rắn lơ lửng

TGL

-

Thời gian lƣu

TKN

Total Kjeldahl Nitrogen

Tổng Nitơ Kjeldahl

TN

-

Thí nghiệm

TNĐH

-

Tuyển nổi điện hóa

U

-

Hiệu điện thế

-

Thời gian lƣu nƣớc

SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

xi


Luận văn tốt nghiệp

SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

xii


Luận văn tốt nghiệp

CHƢƠNG 1
GIỚI THIỆU
Đồng bằng sông Cửu Long có tiềm năng lớn để phát triển nông nghiệp, đặc biệt là
nuôi trồng, đánh bắt thuỷ sản. Trong những năm qua, sản lƣợng thủy sản nuôi trồng,
khai thác của vùng đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) liên tục tăng, trong đó

riêng sản lƣợng thủy sản nuôi chiếm hơn 65% tổng sản lƣợng thủy sản nuôi của cả
nƣớc (Đỗ Văn Thông, 2012). Sản lƣợng thủy sản tăng nhanh đã thúc đẩy sự phát
triển của các cơ sở chế biến thủy sản xuất khẩu, góp phần phát triển kinh tế nƣớc
nhà và giải quyết vấn đề việc làm cho nhiều công nhân. Bên cạnh các lợi ích, loại
hình chế biến này cũng tạo nên những tác động xấu đến môi trƣờng.
Nguồn gây ô nhiễm chính của các cơ sở chế biến thủy sản là nƣớc thải từ quá trình
sản xuất. Nƣớc thải chế biến thủy sản có nồng độ chất rắn lơ lửng, COD, BOD5,
tổng Ni-tơ và phốt-pho cao. Nồng độ ô nhiễm trong nƣớc thải phụ thuộc vào
nguyên liệu thô (tôm, cá, mực, cua,…) và lƣợng nƣớc tiêu thụ trong quá trình sản
xuất (cá da trơn: 5-7 m3/tấn sản phẩm, tôm đông lạnh: 4-6m3/tấn sản phẩm, surimi:
20-25 m3/tấn sản phẩm, thuỷ sản đông lạnh hỗn hợp: 4-6 m3/tấn sản phẩm). Đặc
biệt nƣớc thải từ chế biến cá da trơn có nồng độ dầu và mỡ cao từ 250 đến 830
mg/L. Còn nồng độ phốt-pho của nƣớc thải chế biến tôm có thể lên đến trên 120
mg/L (Nguyễn Thế Đồng, 2011). Khi các chất hữu cơ trong nƣớc thải phân hủy sẽ
tạo ra các sản phẩm mùi rất khó chịu gây ô nhiễm về mặt mỹ quan, ảnh hƣởng đến
đời sống của các thuỷ sinh vật trong vùng và chất lƣợng cuộc sống cũng nhƣ sức
khỏe của ngƣời dân sống xung quanh khu vực. Vì vậy, để tránh ảnh hƣởng đến chất
lƣợng nguồn nƣớc phải xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải trƣớc khi thải ra nguồn
tiếp nhận. Nƣớc thải từ công nghiệp chế biến thủy sản chứa nhiều chất hữu cơ dễ
phân hủy sinh học nên phƣơng pháp xử lý sinh học áp dụng có hiệu quả cao. Tuy
nhiên, đối với nƣớc thải có nồng độ chất ô nhiễm cao đòi hỏi công đoạn xử lý sơ bộ
có hiệu suất loại bỏ SS, BOD5,...để đầu ra đủ điều kiện vào hệ thống xử lý sinh học.
Theo Nguyễn Thế Đồng (2011) công nghệ đƣợc áp dụng bao gồm: (1) mƣơng tách
mỡ và bể tuyển nổi áp lực khí hoà tan; (2) kết hợp quá trình keo tụ/tạo bông và
tuyển nổi áp lực khí hoà tan; (3) tuyển nổi siêu nông kết hợp keo tụ. Công đoạn xử
lý sơ bộ đƣợc đề xuất ứng dụng trƣớc khi đƣa vào công đoạn xử lý sinh học là bể
tuyển nổi có hiệu quả xử lý đối với nƣớc thải chế biến thủy sản. Ngoài ra, tuyển nổi
còn giảm đáng kể lƣợng dầu mỡ có trong nƣớc thải tránh gây giảm hiệu quả của
công đoạn xử lý sinh học.
Hiện nay, tiền xử lý nƣớc thải bằng bể tuyển nổi để loại bỏ chất rắn lơ lửng, dầu và

mỡ đƣợc ứng dụng rộng rãi. Nguyên lý hoạt động của bể tuyển nổi khá đơn giản:
quá trình tuyển nổi đƣợc thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ (thƣờng là không
khí) vào trong pha lỏng. Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi tập hợp các
bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo các hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập
hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lƣợng các hạt cao hơn trong chất lỏng
ban đầu (Trần Văn Nhân & Ngô Thị Nga, 1999).
Nhiều nghiên cứu cho thấy, bể tuyển nổi xử lý hiệu quả loại nƣớc thải chứa nhiều
chất rắn lơ lửng, dầu mỡ. Theo Trần Văn Nhân & Ngô Thị Nga (1999) có nhiều loại
SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

1


Luận văn tốt nghiệp
tuyển nổi nhƣ: tuyển nổi với sự tách không khí từ dung dịch, tuyển nổi nhờ phân tán
khí qua tấm xốp, tuyển nổi điện phân và một số phƣơng pháp tuyển nổi khác. Đề tài
này chỉ nghiên cứu đến phƣơng pháp tuyển nổi điện phân để xử lý nƣớc thải thủy
sản ở quy mô phòng thí nghiệm. Việc xử lý sơ bộ bằng bể tuyển nổi đối với nƣớc
thải chế biến thủy sản có hiệu suất cao và chiếm ít diện tích xây dựng, tuy nhiên
trong quá trình vận hành tiêu tốn nhiều năng lƣợng nên đề tài: “Đánh giá hiệu quả
tiền xử lý nước thải thủy sản bằng phương pháp tuyển nổi điện hóa sử dụng năng
lượng mặt trời” đƣợc tiến hành nhằm xử lý nƣớc thải, bảo vệ môi trƣờng khỏi tác
động từ quá trình chế biến thủy sản. Đồng thời góp phần tìm ra phƣơng pháp xử lý
sơ bộ thích hợp, khả thi về mặt kỹ thuật – kinh tế cho cơ sở chế biển thủy sản, giải
quyết vấn đề tiêu tốn năng lƣợng trong quá trình vận hành bể tuyển nổi bằng việc sử
dụng nguồn năng lƣợng mặt trời.
Đề tài đƣợc tiến hành: chế tạo mô hình bể tuyển nổi điện phân và hệ cấp điện từ
năng lƣợng mặt trời, sau đó vận hành hệ thống với các thông số kỹ thuật trong
khoảng cho phép và đƣa ra thông số thích hợp để vận hành.

SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

2


Luận văn tốt nghiệp

CHƢƠNG 2
LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƢỚC THẢI THỦY SẢN
Ngành chế biến thủy sản là một trong những ngành gây tác động tiêu cực đến môi
trƣờng. Một trong những nguồn gây ô nhiễm của loại hình này đó là nƣớc thải từ
quá trình sản xuất. Nƣớc thải sản xuất trong chế biến thủy sản chiếm 85-90% tổng
lƣợng nƣớc thải, chủ yếu từ các công đoạn: rửa trong xử lý nguyên liệu, chế biến,
hoàn tất sản phẩm, vệ sinh nhà xƣởng và dụng cụ, thiết bị, và nƣớc thải sinh hoạt
(Nguyễn Thế Đồng, 2011).
Tùy thuộc vào loại hình chế biến, quy mô sản xuất, sản phẩm, nguyên liệu đầu vào,
mùa vụ, công nghệ sản xuất, trình độ tổ chức quản lý sản xuất…trong đó yếu tố kỹ
thuật, công nghệ và tổ chức quản lý gây ảnh hƣởng khác nhau đến môi trƣờng.
2.1.1 Quy trình sản xuất
Mỗi nhà máy chế biến khác nhau về công nghệ tùy thuộc nguyên liệu đầu vào, mặt
hàng xuất khẩu và yêu cầu chất lƣợng khác nhau nhƣ nhà máy chế biến cá tra, cá
basa hay tôm đông lạnh, đa phần đều có nguồn nguyên liệu đầu vào cố định. Dƣới
đây là quy trình chế biến cá tra, cá basa fillet đông lạnh, tôm và một số sản phẩm
khác.
Mặt hàng chủ yếu là sản phẩm đông lạnh, các nhà máy chế biến thủy sản đều có quy
trình sản xuất gần tƣơng tự nhau. Quy trình chế biến cá tra fillet đông lạnh đƣợc
trình bày ở hình 2.1. Đối với quy trình chế biến tôm công đoạn rửa tôm và ngâm

tôm tạo ra nƣớc dịch tôm, nƣớc thải có thành phần và nồng độ các chất ô nhiễm
cao. Trong quá trình chế biến tôm, một số công ty sử dụng dung dịch tri-pô-ly-phốtphát để ngâm tôm và sau đó dung dịch này đƣợc thải bỏ vì thế nƣớc thải thƣờng có
nồng độ phốt-pho cao. Quy trình chế biến tôm đông lạnh đƣợc trình bày ở hình 2.2.
Ngoài ra, còn có surimi là một cách nói thông dụng đƣợc dùng để gọi tắt tên của các
sản phẩm giả cua hoặc các sản phẩm đặc biệt khác. Surimi còn đƣợc gọi là chả cá,
là một loại protein trung tính, đƣợc chế biến qua nhiều công đoạn rửa, nghiền và
định hình lại cấu trúc (Nguyễn Thế Đồng, 2011). Quy trình chế biến surimi đƣợc
trình bày ở hình 2.3.
Quy trình công nghệ chế biến cá tra fillet đông lạnh.

SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

3


Luận văn tốt nghiệp
Nguyên liệu

Ngâm 1
Cắt tiết

Nƣớc cấp

Ngâm 2- Ngâm 3

Nƣớc thải
chứa: máu
cá, nhớt, mỡ,
vây,…

Fillet - Cân
Nƣớc cấp

Rửa 1
Lạng da - Cân

Nƣớc cấp

Rửa 2
Sửa cá - chỉnh hình

Nƣớc cấp

Rửa 3

Nƣớc thải chứa
vụn thịt, mỡ,
chlorine khử
trùng,…

Kiểm tra - cân
Tạo hình hoàn chỉnh
Nƣớc cấp

Rửa 4
Quay bóng
Cân – phân loại
Rửa 5

Xếp khuôn

Đông IQF
Cấp đông
Tái đông
Cân
Đóng gói

Tách khuôn

Thành phẩm

Hình 2.1 Quy trình chế biến tổng quát cá tra fillet đông lạnh
(Nguyễn Thế Đồng, 2011)
SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

4


Luận văn tốt nghiệp
Công nghệ chế biến tôm đông lạnh.

Nguyên Liệu

Xử lý

Nghiền ép

Nƣớc cấp

Rửa

Nƣớc thải

Lọc

Khử nƣớc

Phối trộn các phụ gia

Ép định hình

Vào khuôn

Cấp đông

Thành phẩm

Hình 2.2 Quy trình chế biến tôm đông lạnh
(Nguyễn Thế Đồng, 2011)
SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

5


Luận văn tốt nghiệp
Công nghệ chế biến Surimi
Nguyên liệu

Tiếp nhận

Nƣớc cấp

Rửa 1

Sơ chế

Nƣớc cấp

Rửa 2

Nƣớc thải

Ngâm

Rửa 3

Nƣớc cấp

Đông IQF

Mạ băng tái đông

Bao PE, vào hộp

Rà kim loại

Đóng thùng

Thành phẩm
Hình 2.3 Quy trình chế biến surimi
(Nguyễn Thế Đồng, 2011)
SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

6


Luận văn tốt nghiệp
2.1.2 Thành phần tính chất nƣớc thải thủy sản
Nƣớc thải chế biến thủy sản chứa nhiều thành phần nhƣ chất rắn lơ lửng, không dễ
lắng bao gồm các chất khoáng vô cơ (đá, sạn,..), các mảnh vụn chứa thịt, xƣơng,
vảy cá,…tập trung chủ yếu ở khâu tiếp nhận và xử lý nguyên liệu đầu vào. Các chất
hữu cơ dạng keo từ quá trình xử lý nguyên liệu trƣớc xếp khuôn – cấp đông nhƣ:
máu, mỡ, thịt, nhớt cá,…là những chất hữu cơ khó lắng tạo độ màu cho nƣớc và dễ
phân hủy sinh học gây mùi khó chịu (Nguyễn Thế Truyền, 2003).
Bảng 2.1 Thành phần chất ô nhiễm trong nƣớc thải chế biến thủy sản
Nồng độ
Chỉ tiêu

Đơn vị

Tôm
đông lạnh

Cá da trơn
(cá tra – basa)

Thủy sản
đông lạnh
hổn hợp

pH

mg/L

6,5 – 9

6,5 – 7

5,5 – 9

SS

mg/L

100 – 300

500 – 1.200

50 – 194

COD

mg/L

800 – 2.000

800 – 2.500

694 – 2.070

BOD5

mg/L

500 – 1.500

500 – 1.500

391 – 1.539

Ntổng

mg/L

50 – 200

100 – 300

30 – 100

Ptổng

mg/L

10 – 120

50 – 100

3 – 50

Dầu mỡ

mg/L

-

250 – 830

2,4 - 100

(Theo Tổng cục Môi trƣờng, 2009; trích lại từ Nguyễn Thế Đồng et al., 2011)
2.2 PHƢƠNG PHÁP TUYỂN NỔI
2.2.1 Khái niệm tuyển nổi
Theo Nguyễn Thị Thu Thủy (2000) tuyển nổi là quá trình tách các hạt rắn trong pha
lỏng khi khối lƣợng riêng của các hạt này nhỏ hơn khối lƣơng riêng của nƣớc, quá
trình này đƣợc tăng cƣờng bằng cách thổi khí vào nƣớc, các hạt lơ lửng sẽ lớn dần
lên nhờ bám vào các bọt khí và nổi lên phía trên do tỷ trọng của bọt khí và cặn bám
lên đó nhỏ hơn tỷ trọng của nƣớc.
2.2.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình tuyển nổi
Theo Trần Hiếu Nhuệ (2001) thực chất của quá trình này là loại bỏ các tạp chất
trong nƣớc thải bằng cách làm cho chúng có thể nổi lên mặt nƣớc. Trong quá trình
tuyển nổi ngƣời ta cho những bọt khí li ti, phân tán và bão hòa trong nƣớc, những
chất bẩn sẽ bị các hạt khí bám vào và nổi lên mặt nƣớc, rồi đƣợc loại khỏi nƣớc.
Theo Hoàng Văn Huệ & Trần Đức Hạ (2002) quá trình tuyển nổi là sự kết dính giữa
bọt khí và các hạt, khi lực nổi của tập hợp bọt khí và hạt đủ lớn sẽ cùng nhau nổi lên

SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

7


Luận văn tốt nghiệp
trên mặt nƣớc, sau đó tập hợp lại thành lớp bọt chứa hàm lƣợng các hạt tạp chất cao
hơn ban đầu.
2.3 CÁC LOẠI TUYỂN NỔI VÀ ƢU NHƢỢC ĐIỂM CỦA CHÚNG
Theo Lê Hoàng Việt & Nguyễn Võ Châu Ngân (2014) bể tuyển nổi đƣợc chia thành
2 nhóm chính: (1) bể tuyển nổi theo trong lƣợng riêng, (2) bể tuyển nổi bằng khí.
2.3.1 Tuyển nổi theo trọng lượng riêng (hay “bẫy dầu mỡ”)
Nƣớc thải chứa dầu mở đƣợc cho qua một loại bể, trong bể này dầu mỡ sẽ nổi lên
trên do nhẹ hơn nƣớc, sau đó đƣợc loại bỏ bằng các thanh gạt (Lê Hoàng Việt &
Nguyễn Võ Châu Ngân, 2014).
2.3.2 Tuyển nổi bằng khí
Theo Wang et al,. (2010) các bƣớc hoạt động của bể tuyển nổi khí gồm:








Tạo bọt khí trong bể.
Khi các bọt khí này nổi lên va vào các chất lơ lửng.
Bọt khí kết dính vào hạt chất rắn lơ lửng.
Chất lơ lửng kết dính với bọt khí va vào nhau kết thành bông cặn.

Bọt khí bám thêm vào bông cặn.
Bông cặn bị đẩy nổi lên bề mặt và đƣợc thanh gạt váng đƣa ra khỏi nƣớc
thải.
Tuyển nổi bằng khí có nhiều loại nhƣ: tuyển nổi với sự tách không khí từ
dung dịch, tuyển nổi với việc thổi khí qua lớp vật liệu xốp, tuyển nổi hóa
học, tuyển nổi điện, tuyển nổi với việc phân tách không khí bằng cơ giới. Sơ
lƣợc về mỗi loại bể và ƣu nhƣợc điểm riêng.

Tuyển nổi với sự tách không khí từ dung dịch
Biện pháp này đƣợc sử dụng rộng rãi với nƣớc thải có chất bẩn nhỏ do nó tạo ra bọt
khí nhỏ. Bản chất của biện pháp này là tạo ra một dung dịch bảo hòa không khí, sau
đó không khí đƣợc tách ra từ dung dịch ở dạng bọt khí nhỏ và kéo theo chất bẩn lên
trên mặt nƣớc (Hoàng Văn Huệ & Trần Đức Hạ, 2002).
Tuyển nổi chân không
Nƣớc thải đƣợc bão hòa không khí ở áp suất khí quyển trong buồng thông khí sau
đó cho qua buồng tuyển nổi với áp suất giữ khoảng 225 – 300 mmHg bằng bơm
chân không.
Ƣu điểm: tạo bọt khí và kết dính với các hạt chất bẩn xảy ra trong môi trƣờng yên
tĩnh, năng lƣợng tiêu hao ít.
Nhƣợc điểm: không thích hợp đối với nƣớc thải có nồng độ chất rắn lơ lửng cao,
phải có thiết bị tuyển nổi kín và bố trí cào cơ giới bên trong. Cấu tạo phức tạp, quản
lý bảo dƣỡng khó khăn.

SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

8


Luận văn tốt nghiệp

Tuyển nổi không áp lực
Không khí đƣợc dẫn vào ống hút máy bơm từ máy nén khí. Hỗn hợp khí - nƣớc
đƣợc tạo thành trong máy bơm và đƣợc đẩy vào bể hở - kiểu bể lắng ngang. Tại
đây, không khí nổi lên và kéo theo chất bẩn lên mặt nƣớc.
Nhƣợc điểm: khó điều chỉnh không khí và kích thƣớc bọt khí lớn.
Tuyển nổi áp lực
Nƣớc thải đƣợc bơm lên thùng áp lực rồi vào ngăn tuyển nổi hở. Không khí đƣợc
dẫn vào ống hút của máy nén khí, qua bồn tạo áp do áp suất tăng lên không khí hòa
tan nhiều vào nƣớc.
Ƣu điểm: có thể điều chỉnh độ bão hòa trong một khoảng rộng với hiệu suất mong
muốn. Cho phép xử lý nƣớc thải với nồng độ tạp chất lơ lửng tới 4 – 5 g/L và hơn
nữa.
Nhƣợc điểm: phải bơm toàn bộ khối lƣợng nƣớc thải, áp lực bơm bằng với áp suất
khi thực hiện bão hòa. Vì vậy biện pháp này chỉ sử dụng khi lƣu lƣợng nƣớc thải ít.
Tuyển nổi với trạm bơm bằng khí nén
Nƣớc đƣợc bão hòa không khí dƣới áp lực cao rồi lại bị tách không khí ra hạ áp lực
xuống nhƣ tuyển nổi áp lực.
Ƣu điểm: tiêu hao năng lƣợng ít hơn tuyển nổi áp lực và tuyển nổi phân tán cơ giới
2-4 lần.
Nhƣợc điểm: ngăn tuyển nổi phải đặt cao.
Tuyển nổi điện phân
Tuyển nổi loại này có hệ điện cực đặt dƣới đáy bể. Dòng điện một chiều sẽ điện
phân dung dịch nƣớc thải tạo ra các bọt khí, những bọt khí này bám vào chất rắn lơ
lửng tạo một lực đẩy hạt chất rắn nổi lên mặt nƣớc tạo thành lớp váng và đƣợc loại
bỏ nhờ hệ thống thanh gạt váng (Lê Hoàng Việt & Nguyễn Võ Châu Ngân, 2014).
Ƣu điểm: không gây xáo trộn khi phóng thích các bọt khí, hiệu suất tuyển nổi cao.
Có thể điều chỉnh lƣợng khí và thời gian lƣu dễ dàng. Lƣợng ô-xy sinh ra góp phần
ô-xy hóa các chất hữu cơ và vô cơ trong nƣớc thải.
Nhƣợc điểm: đối với nƣớc thải có độ nhớt cao các bọt khí (ô-xy, hy-đro, Clo) bị giữ
lại dƣới lớp váng gây sự cố trong vận hành. Trong quá trình vận hành tiêu tốn năng

lƣợng và phải thay điện cực.
Tuyển nổi nhờ phân tán khí qua tấm xốp
Theo Hoàng Văn Huệ & Trần Đức Hạ (2002) không khí đi qua tấm xốp bọt khí nhỏ
lại bám vào chất bẩn và đẩy nổi lên mặt nƣớc.
Ƣu điểm: cấu tạo đơn giản, ít tốn điện năng và diện tích.
Nhƣợc điểm: lỗ xốp dễ bị nghẹt, khó chọn vật liệu cho lỗ rỗng giống nhau.

SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

9


Luận văn tốt nghiệp
Các phƣơng pháp tuyển nổi khác
Ngoài những phƣơng pháp trên, còn có một vài phƣơng pháp tuyển nổi khác: tuyển
nổi hóa học, sinh học và ion (Trần Hiếu Nhuệ, 2001).
Tuyển nổi hóa học: diễn ra các quá trình hóa học tạo ra các khí khác nhau O2, CO2,
Cl2,…Bọt của khí này có thể kết dính với các chất rắn lơ lửng không tan và nổi lên.
Tuyển nổi sinh học: dùng để nén bùn từ bể lắng đợt 1 khi xử lý nƣớc thải sinh hoạt.
Nhờ vào hoạt động của vi sinh vật, các bọt khí tạo ra và lôi các hạt cặn nổi lên trên
(Hoàng Văn Huệ & Trần Đức Hạ, 2002).
Tuyển nổi ion: cho không khí và chất hoạt động bề mặt vào nƣớc thải, chất hoạt
động trong nƣớc sẽ tạo thành những ion có điện tích trái dấu với điện tích ion cần
loại bỏ. Không khí ở dạng bọt sẽ đƣa chất hoạt động bề mặt cùng chất bẩn lên lớp
bọt.
Nghiên cứu này chỉ áp dụng trên bể tuyển nổi điện phân. Do đó, chỉ có bể tuyển nổi
điện phân là đƣợc trình bày chi tiết.
2.4 TUYỂN NỔI ĐIỆN PHÂN
2.4.1 Khái niệm về tuyển nổi điện

Theo Nguyễn Thị Thu Thủy (2000) tuyển nổi điện là phƣơng pháp dựa trên cơ sở
sự điện ly của nƣớc tạo thành những dòng khí rất nhỏ, các điện cực sử dụng đƣợc
đặt ở đáy bể.
Trịnh Lê Hùng (2006) cho rằng quá trình điện phân sinh ra các bọt khí, đó là do quá
trình điện phân nƣớc đi kèm tạo ra khí oxy và hyđro ở các điện cực anode và
cathode. Khi các bóng khí này nổi lên, gặp và kéo theo các hạt lơ lửng cùng nổi lên
bề mặt nƣớc. Khi sử dụng các điện cực hòa tan thì xảy ra đồng thời việc tạo bông
keo tụ và các bọt khí, các bông sẽ nổi lên trên và có thể tuyển nổi đƣợc.
Cặn
Nƣớc ra

Nƣớc vào

Điện cực
Ống thu bùn
Hình 2.4 Bể tuyển nổi điện phân
(Trần Hiếu Nhuệ, 2001)

SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

10


Luận văn tốt nghiệp
Các phản ứng xảy ra ở hai điện cực trong bể tuyển nổi điện phân:
Ở anode:
Ở cathode:

2H2O – 4e4H2O + 4e

-

O2 + 4H+

(2.1)

2H2 + 4OH

(2.2)

2.4.2 Cơ chế quá trình tuyển nổi điện
Trong bể này có đặt một hệ thống các điện cực ở đáy bể. Dòng điện một chiều sẽ
điện phân dung dịch nƣớc thải tạo nên các bọt khí. Các bọt khí tạo thành trong quá
trình điện phân nƣớc sẽ nổi lên và bám vào các hạt chất rắn lơ lửng, tạo lực nâng
chúng lên bề mặt tạo thành lớp váng để sau đó loại bỏ chúng bằng thanh gạt (Lê
Hoàng Việt & Nguyễn Võ Châu Ngân, 2014).
Ngoài ra, nếu trong nƣớc thải chứa nhiều chất bẩn khác là các chất điện phân thì khi
dòng điện đi qua sẽ làm thay đổi thành phần và tính chất của nƣớc. Trạng thái các
tạp chất không tan do các quá trình điện ly, phân cực, ô-xy hóa khử,…diễn ra.
Trong nhiều trƣờng hợp quá trình đó có lợi cho xử lý nƣớc thải và một số thì không
nên cần điều khiển các quá trình đó để đạt hiệu suất xử lý một chất bẩn nào đó
(Trần Hiếu Nhuệ, 2001).
2.4.3 Các thông số kỹ thuật ảnh hưởng đến quá trình tuyển nổi điện phân
Theo Trần Hiếu Nhuệ (2001) các thông số ảnh hƣởng đến thiết kế bể tuyển nổi điện
phân là:
Thời gian tuyển nổi xác định bằng thực nghiệm: 0,3 – 0,75 h
Khoảng cách giữa hai tấm điện cực: 15 – 20 mm
Chiều dày mỗi tấm điện cực: 6 – 10 mm
Khoảng cách từ hai tấm điện cực ngoài cùng tới tƣờng: 100 mm

Ngoài ra chiều cao của lớp nƣớc công tác, chiều cao các điện cực cũng ảnh hƣởng
đến quá trình tuyển nổi.
2.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tuyển nổi điện phân
Có nhiều yếu tố ảnh hƣởng hiệu suất quá trình tuyển nổi điện phân:
Kích thƣớc và số lƣợng các bọt khí từ các bể tuyển nổi điện phân khoảng 100µm và
số lƣợng khoảng 106 bọt khí cho 1 cm3. Hiệu điện thế ở 10 V và cƣờng độ dòng
điện là 100 A/m2 đủ để tuyển nổi nƣớc thải có nồng độ SS khoảng 10.000 mg/L
(Wang et al., 2010).
Hiệu quả xử lý của bể tuyển nổi điện phân cũng ảnh hƣởng bởi thành phần hóa học
của nƣớc thải đầu vào, các loại nƣớc thải chứa nhiều kim loại nặng, nhiều dầu mỡ
thì hiệu suất xử lý sẽ cao.
Theo Lê Hoàng Việt, Nguyễn Võ Châu Ngân (2014) các yếu tố nhƣ: pH, loại chất
điện phân, cƣờng độ dòng điện, thời gian lƣu cũng ảnh hƣởng đến quá trình tuyển
nổi điện phân.
SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

11


Luận văn tốt nghiệp
2.4.5 Quá trình tuyển nổi điện phân kết hợp keo tụ điện hóa
Phƣơng pháp này có thể coi nhƣ là phƣơng pháp kết hợp giữa keo tụ điện hóa và
tuyển nổi, vì khi sử dụng các điện cực tan (sắt hoặc nhôm) thì ở anode sẽ diễn ra
quá trình hòa tan kim loại. Kết quả sẽ có các cation kim loại (sắt hoặc nhôm)
chuyển vào nƣớc. Những cation đó sẽ cùng nhóm hydroxyl tạo thành hydroxide là
những chất keo tụ phổ biến trong thực tế xử lý nƣớc thải (Trần Hiếu Nhuệ, 2001).
Keo tụ - tạo bông
Keo tụ và tạo bông là quy trình xử lý có tầm quan trọng trong các hệ thống xử lý
nƣớc và nƣớc thải, trong đó các chất rắn lơ lửng sẽ đƣợc tạo điều kiện kết lại với

nhau tạo thành các bông cặn, đến khi đủ lớn sẽ lắng xuống và sau đó đƣợc loại bỏ ra
ngoài bằng công đoạn lắng. Sử dụng quá trình keo tụ - tạo bông có thể loại bỏ đƣợc
các chất hữu cơ, kim loại nặng và có thể cải thiện đƣợc độ màu của nƣớc thải (Lê
Hoàng Việt & Nguyễn Võ Châu Ngân, 2014).
Theo Nguyễn Thị Thu Thủy (2000) keo tụ tạo bông là phƣơng pháp xử lý nƣớc có
sử dụng hóa chất, trong đó các hạt keo nhỏ lơ lửng trong nƣớc nhờ tác dụng của
chất keo tụ mà liên kết với nhau tạo thành bông keo có kích thƣớc lớn hơn và ngƣời
ta có thể tách chúng ra khỏi nƣớc dễ dàng bằng các biện pháp lắng hay tuyển nổi.
Bằng cách sử dụng quá trình keo tụ ngƣời ta có thể tách đƣợc hoặc giảm đi các
thành phần có trong nƣớc nhƣ: kim loại nặng, chất bẩn lơ lững, các ion PO43-,..và có
thể cải thiện độ đục, độ màu của nƣớc.
Keo tụ điện hóa
Keo tụ điện hóa là phƣơng pháp điện hoá trong xử lý nƣớc thải, trong đó dƣới tác
dụng của dòng điện các điện cực dƣơng (thƣờng sử dụng là nhôm hoặc sắt) sẽ bị ăn
mòn và giải phóng ra các chất có khả năng keo tụ (cation Al3+ hoặc Fe3+) vào trong
môi trƣờng nƣớc thải, kèm theo đó là các phản ứng điện phân sẽ tạo ra các bọt khí ở
cực âm (gốc: Hold et al., 2004 trích dẫn lại theo Lê Hoàng Việt & Nguyễn Võ Châu
Ngân, 2014 ).
Nghiên cứu của Holt et al,. (2004) cho rằng keo tụ điện hóa là phƣơng pháp giao
thoa của ba quá trình: điện hoá học, tuyển nổi điện phân và keo tụ.
Đặc điểm của phƣơng pháp keo tụ điện hóa
Theo Babu et al,.(2006) phƣơng pháp keo tụ điện hóa có những đặc điểm sau:


Dòng điện đƣợc sử dụng trong phƣơng pháp keo tụ điện hóa là dòng điện
một chiều.



Các điện cực thƣờng đƣợc sử dụng là nhôm hoặc sắt (có khả năng hòa tan

tạo chất keo tụ). Tùy vào pH và tính chất nƣớc thải ở từng điều kiện cụ thể
để quyết định kim loại cho cực dƣơng và cực âm.



Thời gian lƣu nƣớc, cƣờng độ dòng điện, hiệu điện thế và hiệu suất vận hành
có liên hệ chặt chẽ với nhau.



Hệ điện cực đặt ngập trong nƣớc để đảm bảo khả năng tiếp xúc giữa bọt khí
và chất bẩn là tốt nhất.

SVTH: Doãn Thị Ngọc Mai – 1110836
Đào Tấn Phƣơng – 1110852

12