Đồ án tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải thủy sản

CHƯƠNG 1. PHẦN MỞ ĐẦU
Nguồn gốc mọi sự biến đổi về môi trường sống đang xảy ra hiện nay trên thế
giới cũng như ở nước ta là các hoạt động kinh tế, phát triển của xã hội loài người.
Các hoạt động này, một mặt làm cải thiện chất lượng cuộc sống của con người, mặt
khác lại tạo ra hàng loạt khan hiếm, cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên, gây ô
nhiễm, suy thoái môi trường khắp mọi nơi trên thế giới. Vì vậy, bảo vệ môi trường
trở thành vấn đề toàn cầu, là quốc sách của hầu hết các nước trên thế giới.
Là một quốc gia ven biển với diện tích vùng biển rộng gấp ba diện tích đất
liền, chứa đựng nhiều tài nguyên và nguồn lợi phong phú. Việt Nam dựa vào tiềm
năng như vậy để phát triển kinh tế biển; kéo theo đó là sự phát triển của ngành chế
biến thủy sản.
Do đặc điểm công nghệ của ngành chế biến thủy sản đã thải ra môi trường một
lượng lớn nước thải cùng với các chất thải rắn và khí thải, gây ô nhiễm đến các
nguồn nước và gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe của cộng đồng
xung quanh. Vì vậy, vấn đề ô nhiễm của các công ty chế thủy sản nói chung và Xí
nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX nói riêng là mối quan tâm hàng đầu của các nhà
quản lý môi trường. Việc nghiên cứu xử lý nước thải cho Xí nghiệp đông lạnh thủy
sản AFIEX là một yêu cầu cấp thiết đặt ra. Để khắc phục vấn đề ô nhiễm của Xí
nghiệp, chúng tôi thức hiện đồ án “Tính toán thiết kê hệ thống xử lý nước thải thủy
sản Xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX”, trình bày phương pháp xử lý phù hợp về
mặt kỹ thuật và kinh tế để xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn cho phép. Đồ án công nghệ
môi trường này tập trung nghiên cứu: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải của ngành
chế biến thủy sản đạt tiêu chuẩn cột B, QCVN 11:2008/ BTNMT.1.2. Mục tiêu và
nội dung thực hiện
•

Mục tiêu của đề tài là thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà thủy sản tiêu
chuẩn loại B.

•

Nội dung của đề tài
+ Nghiên cứu cơ sở lý thuyết.
+ Thu thập các phương án xử lý nước thải ngành thủy sản.
+ Phân tích lựa chọn phương án công nghệ khả thi xử lý nước thải nhà

máy thủy sản.
+ Tính toán các công trình theo phương án đã chọn.

1


CHƯƠNG 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu Xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX
Được thành lập năm 1990, dựa vào thế mạnh nông nghiệp của tỉnh là cây lúa,
con cá, Công ty AFIEX đã khởi đầu sự nghiệp và gặt hái thành công. Là doanh
nghiệp có qui mô hoạt động đa ngành nghề trong đó chủ lực là 03 lãnh vực then
chốt: chế biến và xuất khẩu lương thực, thủy sản; sản xuất và tiêu thụ thức ăn chăn
nuôi thủy sản. Cùng với các lĩnh vực then chốt này, Công ty còn hoạt động trong
chế biến thực phẩm, nhập khẩu và kinh doanh nguyên liệu TĂGS, tổ chức chăn
nuôi và hoạt động dịch vụ chăn nuôi… Với sản phẩm chính là gạo xuất khẩu các
loại, cá tra - basa đông lạnh, thức ăn cho gia súc, gia cầm và cá, đã mang thương
hiệu AFIEX đến với người tiêu dùng trong nước và xuất nhập khẩu qua 42 quốc gia
trên thế giới.
()
2.2. Công nghệ sản xuất và đặc trưng dòng thải của ngành chế biến thủy sản
2.2.1 Nguyên liệu
Nguồn nguyên liệu phục vụ cho quá trình chế biến là các loại thủy hải sản
như cá, tôm, mực, bạch tuộc.. được đánh bắt trực tiếp từ biển hoặc do người dân
nuôi .Các nguyên liệu hải sản cần phải tươi sống và đảm bảo chất lượng.
2.2.2 Năng lượng

Năng lượng sử dụng chính trong chế biến thủy sản là điện cung cấp cho hệ
thống máy lạnh cấp đông bảo quản sản phẩm. Ngoài ra, than và dầu được sử dụng
để đốt lò hơi cấp nhiệt cho một số khâu chế biến. Một số doanh nghiệp có dây
truyền chế biến các sản phẩm từ thủy sản sử dụng khí gas để sấy, nướng sản phẩm.
Ngoài ra còn có nước để rửa nguyên liệu, và hóa chất khử trùng là chlorine.
2.2.3 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất
•

Đối với các sản phẩm đông lạnh

Quy trình chế biến cá đông lạnh:

2


Điện, nước

Nhập liệu

Điện, nước

Sơ chế

Nước thải, rác thải

Phân loại

Nước thải,

Rửa

Nước thải,

Điện,nước
chlorine

Điện, nước

Xếp khay

Cấp đông

Điện

Đóng gói

Điện, plastic

Rác thải

Trữ đông

Điện

Bảo quản

Điện

Hình 2.1. Quy trình chế biến cá đông lạnh
Thuyết minh quy trình:

Quy trình chế biến cá đông lạnh gồm các công đoạn chính sau:

3


- Công đoạn nhập liệu: Chủ yếu dung nước đá để ướp sản phẩm ban đầu, để
bảo quản sản phẩm và dùng nước để vệ sinh. Điện năng được sử dụng cho máy bơm
nước.
Chất thải phát sinh là nước thải chủ yếu từ quá trình vệ sinh, chứa nhiều chất
cặn lơ lửng, và có mùi hôi, tanh.
- Sơ chế: Cá tươi được đem đi cắt đầu, loại bỏ vảy, vây, bỏ nội tạng.
Công đoạn này sử dụng lượng nước và năng lượng điện lớn.
Chất thải gồm có: Nước thải sinh ra với lượng lớn có mùi hôi, tanh, chứa
nhiều vảy, vụn phế thải thừa từ cá ở dạng lơ lửng, do đó có hàm lượng chất hữa cơ,
protein, lipit cao. Chất thải rắn là các phế thải như đầu, vảy, vây, nội tạng cá.
- Phân loại: công đoạn này tiến hành phân loại kích cỡ sản phẩm theo yêu cầu.
Cá được khử trùng bằng chlorine sau khi tách nội tạng vì giai đoạn tách nội tạng là
nguồn gây ô nhiễm rất nghiêm trọng.
Nước thải trong giai đoạn này có chứa hóa chất khử trùng.
- Rửa: Sau khi sơ chế và phân loại phải tiến hành rửa cá trong nước để loại bỏ
nhớt, máu và các tạp chất. Giai đoạn này tiêu thụ lượng nước và năng lượng lớn.
Nước thải sinh ra với lượng lớn .
- Xếp khay: Cá sau khi được rửa xong sẽ được xếp lên các khay.
- Cấp đông: Sản phẩm sau khi được xếp vào khuôn sẽ được đưa vào cấp đông.
Trong quy trình sản xuất, cấp đông là công đoạn tiêu thụ nhiều năng lượng điện
nhất.
Thời gian cấp đông của các máy cũng khác nhau. Đối với các tủ đông tiếp xúc
thời gian đông cho 1 mẻ (1 tấn sản phẩm) là 2h15’, trong khi thời gian đông của tủ
đông gió là 3h30’ (cho 3 tấn sản phẩm).
- Đóng gói: Khâu đóng gói được thực hiện với các máy hàn bao điện trở. Sau

khi sản phẩm được mạ băng thì được đóng gói theo từng loại, cỡ riêng bệt và xếp
vào thùng carton rồi đưa vào kho trữ lạnh chờ xuất bán.
Chất thải trong giai đoạn này chủ yếu là bao bì hỏng.
- Trữ đông: Sau khi cấp đông, sản phẩm đạt nhiệt độ tâm sản phẩm là -18OC,
sản phẩm được đưa vào kho trữ, nhiệt độ cài đặt cho kho là - 20OC. Thời gian trữ
phụ thuộc vào lượng sản phẩm xuất ra bên ngoài.
Bảo quản: sản phẩm đông lạnh được bảo quản trong kho lưa trữ ở khoảng
-20oC
2.2.3 Đặc trưng chất thải
Ngành chế biến thủy sản tác động đến môi trường với các đặc trưng chất thải
cơ bản như nước thải, chất thải rắn, khí thải, và phát sinh mùi…
•

Nước thải

Nguồn phát sinh nước thải của ngành gồm nước thải sản xuất, nước thải sinh
hoạt.
4


− Nước thải sản xuất: sinh ra trong quá trình chế biến và nước vệ sinh nhà xưởng,

máy móc, thiết bị,…Các khâu chế biến tạo ra nhiều nước thải là nhập nguyên liệu,
sơ chế nguyên liệu, khâu rửa và chế biến.
− Thành phần nước thải có chứa các chất hữu cơ có nguồn gốc từ động vật và có
thành phần chủ yếu là protein và các chất béo, các chất rắn lơ lửng, các chất cặn bã,
vi sinh vật và dầu mỡ. Lưu lượng và thành phần nước thải chế biến thủy sản rất
khác nhau giữa các nhà máy tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu sử dụng, và thành
phần các chất sử dụng trong chế biến (các chất tẩy rửa, phụ gia…).
Nước thải sinh hoạt: Sinh ra tại các khu vực vệ sinh và nhà ăn. Thành phần nước

thải có chứa các cặn bã, các chất rắn lơ lửng, dầu mỡ, các chất tẩy rửa, chất hoạt
động bề mặt, các chất dinh dưỡng và vi sinh vật.
• Chất thải rắn
Trong ngành chế biến thủy sản, nguồn phát sinh chất thải rắn bao gồm từ quá
trình sản xuất và hoạt động sinh hoạt của cán bộ công nhân viên.
− Hoạt động sinh hoạt: Bao gồm túi nilon, bao vỏ đựng thức ăn, chai lọ, thức ăn

thừa….Rác được thu gom và đưa đi xử lý định kỳ.
− Trong hoạt động sản xuất: Chất thải rắn được phát sinh từ các khâu như khâu sơ

chế nguyên liệu, khâu chế biến, đóng gói, … tồn tại dưới dạng vụn thừa: tạp chất,
đầu, đuôi, xương vẩy, nội tạng của tôm, cá…. Phần lớn các chất này được tận dụng
lại để chế biến thành các loại thức ăn gia súc. Tuy nhiên, vẫn còn xót lại một lượng
chất thải rắn trôi theo dòng nước thải do quá trình làm vệ sinh nhà xưởng không kỹ,
lượng chất thải này có thể là nguồn gây ô nhiễm không khí bổ sung do mùi từ chúng
bốc lên, gây khó chịu và ảnh hưởng đến sức khỏe của công nhân trong công ty và
cư dân ở khu vực lân cận
Bảng 2.1.Lượng chất thải rắn trong quá trình chế biến thủy hải sản.
STT Qúa trình chế biến
1

Lượng chất thải

Đông lạnh (tấn phế thải/tấn sản phẩm)
Tôm đông lạnh

0,75

Cá đông lạnh

0,6

Giáp xác đông lạnh

0,5 – 0,6

2

Nước mắm (tấn chất thải/ 1000 lít nước mắm)

0,2

3

Hàng khô: (tấn phế thải/ tấn nguyên liệu)

4

Tôm khô

0,43

Cá khô

0,48

Mực ống khô

0,17

Đồ hộp (tấn phế thải/ tấn sản phẩm)

1,7

5


(Nguồn: WHO, 1993)
Tỷ lệ phế liệu và chất thải rắn phụ thuộc vào mùa vụ khai thác hải sản, mặt
hàng sản xuất và vào loài cũng như chất lượng nguyên liệu …(lúc mùa cá rộ thì sản
xuất nhiều nên phế thải nhiều nhưng hết vụ cá chế biến ít dẫn đến chất thải ít,
nguyên liệu ít thì càng ít phế thải)... điều này đã gây hiện tượng lúc quá nhiều chất
thải, lúc lại rất ít và đó cũng là khó khăn cho các nhà quản lý xí nghiệp khi muốn
xây dựng cho riêng mình một hệ thống xử lý chất thải có công suất phù hợp.
•

Khí thải, bụi, mùi

Khí thải sinh ra từ các lò đốt (lò đốt dầu của lò hơi), máy phát điện có chứa
các chất gây ô nhiễm như: NO2, SO2, bụi với mức độ ô nhiễm dao động theo thời
gian và mức độ vận hành theo lò hơi.
Trong ngành chế biến thủy hải sản, các chất gây ô nhiễm không khí khá đặc
trưng đó là H2S với nồng độ có khả năng đạt từ 0,2 – 0,4 mg/m3, sinh ra chủ yếu từ
sự phân huỷ các chất thải rắn (đầu, ruột, vẩy, xương tôm, cá…) và NH 3 sinh ra từ
mùi nguyên liệu thủy sản hoặc do sự thất thoát từ các máy nén khí của các thiết bị
đông lạnh, khí Cl2 từ quá trình khử trùng.
Các khí thải này phát sinh ra môi trường xung quanh gây ảnh hưởng trực tiếp
đến sức khỏe của công nhân làm việc, gây các bệnh về hô hấp, phổi, làm cơ thể mệt
mỏi, giảm hiệu suất làm việc. Ngoài ra khí CO 2 còn là nguyên nhân gây hiệu ứng
nhà kính.

•

Nhiệt thải và tiếng ồn

Nhiệt thải phát sinh từ lò nấu, từ hệ thống làm lạnh và tiếng ồn từ các thiết bị
sản xuất ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe công nhân và người dân xung quanh.
Tiếng ồn và độ rung thường gây ảnh hưởng trực tiếp đến thính giác, làm giảm thị
lực của người lao động, giảm hiệu suất làm việc.
Trong các nguồn chất thải phát sinh gây ô nhiễm thì nước thải là nguồn gây ô
nhiễm nghiêm trọng nhất vì đổ vào môi trường lượng nước thải lớn với nồng độ ô
nhiễm cao do tiếp nhận nguồn protein và lipit từ mực, tôm, cá…Khi thải vào sông,
ngòi, kênh rạch sẽ phá hủy hệ sinh thái, ảnh hưởng đến cộng đồng.
•

Đặc trưng của nước thải

Nước thải của ngành chế biến thủy sản có lượng rất lớn. Đây là nguồn gây ô
nhiễm môi trường nghiêm trọng. Nước thải ngành chế biến thủy sản đặc trưng bởi
các thông số ô nhiễm như: Độ màu, mùi, chất rắn không hòa tan, chất rắn lơ lửng,
các vi trùng gây bệnh (ecoli, coliform..), chất hữa cơ hòa tan (BOD, COD), các
chất dinh dưỡng (nito, phot pho), dầu mỡ.
Nước thải chế biến thủy sản có các chỉ số ô nhiễm cao hơn rất nhiều so với
tiêu chuẩn nước thải công nghiệp chế biến thủy hải sản (QCVN 11 – 2008, loại B).
COD dao động trong khoảng từ 500 – 3000 mg/l, hàm lượng BOD dao động từ 300
– 2000 mg/l. hàm lượng Nitơ khá cao từ 50-200 mg/l. Nước thải có hàm lượng chất
hữa cơ, chất dinh dưỡng cao vì trong đó có carbonhydrate, protein, lipid là các chất
dễ bị vi sinh vật phân hủy, dầu, photphat, nitrat, mẩu vụn thịt xương nguyên liệu
6

chế biến, máu chất béo, các chất hòa tan từ nội tạng tôm, cá, cũng như chất tẩy rửa
và các tác nhân làm sạch khác dùng trong quá trình chế biến và vệ sinh, khử trùng.
Hàm lượng chất rắn lơ lửng ( SS) dao động từ 200-1000 mg/l. Do trong nước
thường chứa các vụn thủy sản và các vụn này dễ lắng, ngoài ra còn chứa bùn, cát
cuốn theo nước khi rửa, sơ chế nguyên liệu và vệ sinh thiết bị, nhà xưởng nhà
xưởng.
Mùi: Trong nước thải thường chứa nhiều mảnh vụn thịt và ruột của các loại
thủy sản, các mảnh vụn này thường dễ lắng và dễ phân hủy gây nên các mùi hôi
tanh.
Mùi hôi còn do các loại khí, sản phẩm của quá trình phân hủy kị khí không hoàn
toàn của các hợp chất protid và axit béo khác trong nước thải sinh ra các hợp chất
mecaptanes, H2S, …và mùi NH3 sinh ra từ mùi nguyên liệu thủy sản hoặc do sự thất
thoát từ các máy nén khí của các thiết bị đông lạnh, mùi khí Cl 2 từ quá trình khử
trùng.
Độ màu: Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, máu của động vật
thủy sản trong quá trình chế biến, hoặc do các sản phẩm được tao ra từ các quá trình
phân hủy các chất hữu cơ.
Các vi trùng gây bệnh: Trong nước thải có chứa nhiều loại vi sinh vật gây
bênh như vi khuẩn, virus, giun sán…chúng sống ký sinh trong các vật chủ, được thể
hiện theo chỉ số ecoli, coliform.
Nhận xét chung: Nước thải chế biến thủy sản có tải lượng các chất ô nhiễm
(COD, BOD) lớn, khi thải vào nước sông ngòi kênh rạch sẽ gây ô nhiễm nghiêm
trọng nguồn tiếp nhận, phá hủy hệ sinh thái, ảnh hưởng đến cộng đồng. Hàm lượng
Nito, Photpho trong nước cao gây phú dưỡng nguồn tiếp nhận làm nước có màu và
mùi khó chịu đặc biệt là lượng oxy hoà tan trong nước giảm mạnh gây ảnh hưởng
đến sự sống và phát triển của hệ thủy sinh trong nước.
Vì vậy việc nghiên cứu áp dụng và đưa ra các giải pháp công nghệ để xử lý
nước thải là vấn đề cấp bách mà chúng ta cần thực hiện.
2.3. Khả năng gây ô nhiễm của nước thải thủy sản
Chế biến thủy sản, nước thải ngành này chứa phần lớn các chất thải hữu cơ

có nguồn góc từ động vật và có thành phần chủ yếu là protein và các chất béo.
Trong hai thành phần này, chất béo khó bị phân hủy bởi vi sinh vật.

7


Hình 2.2. Thủy sản đang được chế biến
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, 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 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, nghề nuôi trồng thủy sản, du lịch và cấp
nước.
8

Amonia rất độc cho tôm, cá dù ở nồng độ rất nhỏ. Nồng độ làm chết tôm, cá
từ 1,23 mg/l.
Tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi trồng thủy sản của nhiều quốc gia yêu cầu
nồng độ Amonia không vượt quá 1mg/l.
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,…
2.4. Thành phần, tính chất nước thải Xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX
Nước mưa trong khuôn viên nhà máy được thu gom bằng hệ thống riêng.
Nước thải sinh hoạt từ nhà máy thì được qua hầm tự hoại rồi đi vào hệ thống
cống chung của nhà máy.
Nước thải từ các công đoạn sản xuất được thu gom vào hệ thống đường ống
riêng và qua hệ thống xử lý; sau khi xử lý nước thải đã đạt được tiêu chuẩn loại B
(TCVN 5945 – 1995) và đi vào hệ thống cống chung.
Bảng 2.2. Chất lượng nước thải Xí nghiệp đông lạnh thủy sản.
Giá trị

TCVN 5945 – 1995
cột B

STT

Chỉ tiêu

Đơn vị

1

pH

mg/l

5.5 – 6.5

2

BOD5

mg/l

1400

50

3

COD

mg/l

2100

100

4

SS

mg/l

450

100

5

Dầu mỡ

mg/l

120

10

6

N – NH3

mg/l

80

60

7

P – PO43-

Pt.Co

17

–

55 – 9

2.5. Các phương pháp xử lý nước thải ngành chế biến thủy sản
Do đặc thù công ngành chế biến thủy sản, nước thải có hàm lượng chất hữu
cơ cao vì trong đó có protein, dầu, chất rắn lơ lửng và chứa lượng Phophat và
Nitrat. Dòng thải từ chế biến thủy sản còn chứa những mẩu thịt, xương nguyên liệu,
máu, chất béo, các chất hòa tan từ nội tạng cũng như những chất tẩy rửa và các tác
nhân làm sạch khác trong đó có nhiều hợp chất khó phân hủy.
Lựa chọn phương pháp xử lý phụ thuộc vào nhiều yếu tố quy chuẩn/tiêu
chuẩn đầu ra, thành phần, lưu lượng của nước thải, và giá thành xử lý. Công nghệ
xử lý nước thải chế biến thủy sản có thể áp dụng các phương pháp xử lý sau:
9


+ Cơ học như: sàng, lọc, lắng để tách các tạp chất thô như cặn bẩn, xơ sợi,
rác…
+ Hóa lý như trung hòa các dòng thải có tính kiềm, axit cao; đông keo tụ để
khử màu, các tạp chất lơ lửng và các chất khó phân hủy sinh học; phương pháp oxi
hóa, hấp phụ.
+ Sinh học để xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học .
Trong các phương pháp trên ta chọn phương pháp sinh học là phương pháp
chính, vì thành phần chủ yếu trong nước thải ngành chế biến thủy sản là chất hữu
cơ. Công trình xử lý sinh học thường đặt sau công trình xử lý cơ học và hóa lý.
2.5.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học
Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học thường thực hiện trong các công

trình và thiết bị như song chắn rác, bể lắng cát, bể tách dầu mỡ...Đây là các thiết bị
công trình xử lý sơ bộ nhằm loại bỏ các tạp chất phân tán thô nhằm đảm bảo cho
hệ thống thoát nước và các công trình xử lý nước thải phía sau hoạt động ổn định.
2.5.1.1. Song chắn rác
Song chắn rác đặt trước công trình làm sạch nước thải để loại bỏ tạp chất có
trong nước thải (thịt vụn, đầu, xương cá ) nhằm đảm bảo cho máy bơm, các công
trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định.
Song chắn rác là các thanh đan xếp kế tiếp nhau với các khe hở từ 16 đến
50mm, các thanh có thể bằng thép, inox, nhựa hoặc gỗ. Tiết diện hình chữ nhật,
hình tròn hoặc elip. Các song chắn rác đặt song song với nhau, nghiêng về phía
dòng nước chảy một góc 50 đến 90 0 để giữ rác lại. Tùy theo kích thước khe hở,
SCR được phân làm loại thô, loại trung bình và loại mịn.
2.5.1.2 Bể lắng cát
Để tách các hạt rắn vô cơ không tan có kích thước từ 0,2-2mm ra khỏi nước
thải. Đảm bảo cho các thiết bị cơ khí (bơm, cánh quạt, động cơ) không bị cát sỏi
bào mòn, tránh tắc các đường ống dẫn.
2.5.1.3 Bể lắng
Dùng để tách các chất không tan ở dạng lơ lửng trong nước thải theo nguyên
tắc dựa vào sự khác nhau giữa trọng lượng các hạt cặn có trong nước thải. Sự lắng
của các hạt xảy ra dưới tác dụng của trọng lực. Quá trình lắng tốt có thể loại bỏ đến
90 ÷ 95% lượng cặn có trong nước hay sau khi xử lý sinh học.
Dựa vào chức năng và vị trí có thể chia bể lắng thành các loại: bể lắng đợt
một trước công trình xứ lý sinh học và bể lắng đợt hai sau công trình xứ lý sinh
học.
Theo cấu tạo và hướng dòng chảy người ta phân ra các loại bể lắng ngang,
bể lắng đứng và bể lắng ly tâm.
2.5.1.4 Bể điều hòa
Bể điều hòa có tác dụng điều hòa lưu lượng và nồng độ của dòng thải vào hệ
thống xử lý giúp cho các công trình xử lý phía sau hoạt động ổn định.
10

Bể điều hoà làm tăng hiệu quả của hệ thống xử lý sinh học do nó hạn chế
hiện tượng quá tải của hệ thống hoặc dưới tải về lưu lượng cũng như hàm lượng
chất hữu cơ, giảm được diện tích xây dựng của bể sinh học. Hơn nữa các chất ức
chế quá trình xử lý sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hòa ở mức độ thích hợp
cho các hoạt động của vi sinh vật.
Bể điều hòa được phân loại như sau:
+ Bể điều hòa lưu lượng.
+ Bể điều hòa nồng độ.
+ Bể điều hòa cả nồng độ và lưu lượng.
Hiệu quả xử lý của phương pháp cơ học:
Có thể loại bỏ được đến 60% tạp chất không tan trong nước thải và giảm
BOD đến 30%. Để tăng hiệu suất làm việc của các công trình xử lý cơ học có thể
dùng biện pháp làm thoáng sơ bộ, hiệu quả xử lý có thể đạt 75% theo hàm lượng
chất lơ lửng và 40-50% theo BOD.
2.5.1.5 Bể vớt dầu mỡ
Nước thải chứa dầu mỡ có khối lượng riêng nhỏ hơn nước. Đó là những chất
nổi, chúng sẽ gây ảnh hưởng xấu tới các công trình thoát nước (mạng lưới và các
công trình xử lý). Vì vậy, phải thu hồi những chất này trước khi xả vào hệ thống
thoát nước sinh hoạt và sản xuất. Các chất mỡ sẽ bít kín lỗ hổng giữa các hạt vật
liệu lọc trong bể lọc sinh học… và chúng sẽ phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể
aeroten, gây khó khăn trong quá trình lên enzim cặn…
Theo tiêu chuẩn dòng thải, không cho phép xả nước thải chứa dầu mỡ vào
nguồn tiếp nhận nước vì chúng sẽ tạo thành một lớp váng mỏng phủ lên diện tích
mặt nước khá lớn, gây khó khăn cho quá trình hấp thụ oxy của không khí vào nước,
làm cho quá trình tự làm sạch của nguồn nước bị cản trở. Mặt khác, dầu mỡ trong
nước thải là một nguyên liệu có thể chế biến và dùng lại trong sản xuất và công
nghệ.
Vì vậy, nước thải có hàm lượng dầu mỡ cao (như nước thải các nhà ăn,

xưởng chế biến thức ăn, xí nghiệp chế biến thực phẩm, chế biến thủy sản…) trước
khi xử lý phải cho qua bể tách dầu mỡ.
2.5.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học, hóa lý
Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp này là áp dụng
các quá trình vật lý và hóa học để loại bớt các chất ô nhiễm mà không thể dùng quá
trình lắng ra khỏi nước thải. Những phương pháp hóa học và hóa lý thường được
áp dụng để xử lý nước thải là: phương pháp trung hòa, phương pháp keo tụ tạo
bông, phương pháp oxi hóa khử, phương pháp tuyển nổi, phương pháp hấp phụ,
phương pháp trao đổi ion.
2.5.2.1 phương pháp hóa học
•

Phương pháp trung hòa, điều chỉnh pH.
Trung hòa các dòng nước thải có chứa axit hoặc kiềm. Giá trị pH của
nước thải ngành chế biến thủy sản dao động trong khoảng rộng, mặt khác các quá
trình xử lý hóa lý và sinh học đều đòi hỏi một giá trị pH nhất định để đạt được hiệu
suất xử lý tối ưu. Do đó trước khi đưa sang thiết bị xử lý, dòng thải cần được điều
11


chỉnh pH tới giá trị thích hợp(6,5÷8,5). Trung hòa có thể thực hiện bằng nhiều cách
khác nhau:
- Trộn lẫn dòng thải có tính axit với dòng thải có tính kiềm
- Sử dụng các tác nhân hóa học như H2SO4, HCl, NaOH, CO2.
- Lọc nước thải axit bằng cách lọc qua vật liệu có tác dụng trung hòa
- Trung hòa bằng các khí axit
→ Điều chỉnh pH thường kết hợp thực hiện ở bể điều hòa hay bể chứa
nước thải.
•

Phương pháp Oxy hóa-khử.
Phương pháp này sử dụng các chất oxi hóa như Cl ở dạng khí và dạng
hóa lỏng để oxi hóa các chất độc hại trong nước thải thành các chất ít độc hơn và
tách ra khỏi nước. Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hoá học, do đó
quá trình oxi hoá chỉ dùng được trong những trường hợp khi các tạp chất gây nhiễm
bẩn trong nước thải không thể tách bằng các phương pháp khác.

•

Khử trùng
Khử trùng là khâu cuối trong dây chuyền công nghệ để loại bỏ các vi
sinh vật gây bệnh trước khi xả ra nguồn yêu cầu chất lượng cao hoặc khi cần thiết
sử dụng lại nước thải. Các phương pháp thường sử dụng là: chlorine, chlorine
dioxide, bromide chlorine, ozone…
2.5.2.2. Phương pháp hóa lý

 Phương pháp tuyển nổi

Tuyển nổi là phương pháp được áp dụng tương đối rộng rãi nhằm loại
bỏ các tạp chất không tan, khó lắng. Trong nhiều trường hợp, tuyển nổi còn được
sử dụng để tách các chất tan như chất hoạt động bề mặt.
Bản chất của quá trình tuyển nổi ngược lại với quá trình lắng và cũng
được áp dụng trong trường hợp quá trình lắng xảy ra rất chậm và rất khó thực
hiện.Các chất lơ lửng như dầu, mỡ sẽ nổi lên trên bề mặt của nước thải dưới tác
dụng của các bọt khí tạo thành lớp bọt có nồng độ tạp chất cao hơn trong nước ban
đầu. Hiệu quả phân riêng bằng tuyển nổi phụ thuộc kích thước và số lượng bong
bóng khí. Kích thước tối ưu của bong bóng khí là 15 - 30.10-3 mm.
 Keo tụ- tạo bông

Đây là phương pháp được ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và

các hạt keo có kích thước rất nhỏ (10-7-10-8 cm).Các chất này tồn tại ở dạng phân tán
và không thể loại bỏ bằng quá trình lắng. Trong phương pháp này người ta dùng các
loại phèn nhôm hay phèn sắt cùng với sữa vôi như sunfat sắt, sunfat nhôm hay hỗn
hợp của các loại phèn này và hydroxyt canxi Ca(OH) 2 với mục đích khử màu và
một phần COD. Về nguyên lý khi dùng phèn nhôm hay phèn sắt sẽ tạo thành các
bông hydroxyt nhôm hay hydroxyt sắt III. Các chất màu và các chất khó phân hủy
sinh học bị hấp phụ vào các bông cặn này và lắng xuống tạo bùn của quá trình đông
keo tụ.
12


Để tăng tính hiệu quả của quá trình keo tụ, tăng tốc độ sa lắng cũng như
tốc độ nén của các hạt keo người ta thường dùng bổ xung các chất trợ keo, còn gọi
là polyme kết bông. Bản chất hóa học của polyme này là poliacrylat và copolime
của nó. Do không có quá trình thủy phân tạo ra H + nên polyme không làm biến đổi
pH của nước. Tính hiệu quả cao của polime trợ keo thể hiện ở chỗ chỉ cần sử dụng
một lượng nhỏ vào trong nước. Khi đó các hạt keo không tan lơ lửng được tách
thành khối riêng biệt và nước trở nên trong. Khác với chất keo tụ, quá trình làm
trong chỉ xảy ra khi sử dụng liều lượng chất trợ keo thích hợp. Nếu dùng quá dư sẽ
xảy ra hiện tượng bền hệ keo, hạt keo lơ lửng khó lắng.
+ Các muối nhôm gồm có: Al 2(SO4)3.18H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O,
NaAlO2… Trong đó sử dụng rộng rãi nhất là Al 2(SO4)3 vì Al2(SO4)3 hòa tan tốt
trong nước, chi phí thấp, hoạt động có hiệu quả cao trong khoảng pH = 5- 7,5.
+ Các muối sắt gồm có: Fe 2(SO4)3.2H2O, Fe2(SO4)3.3H2O, FeSO4.7H2O
và FeCl3.
 Phương pháp hấp phụ.

Phương pháp hấp phụ thường được dùng để xử lý các chất không có khả
năng phân hủy sinh học và các chất hữu cơ không hoặc khó có khả năng phân hủy
sinh học. Các chất hấp phụ thường dùng như than hoạt tính, than nâu, bentonit (đất

sét biến tính)… Trong đó, than hoạt tính là chất hấp phụ được sử dụng rộng rãi và
có hiệu quả, nó có bề mặt riêng lớn (400 - 1500m 2/g). Tuy nhiên, thời gian và tốc độ
hấp phụ phụ thuộc vào nồng độ, bản chất, cấu trúc của chất tan, phụ thuộc vào nhiệt
độ, áp suất, loại chất hấp phụ và chất cần hấp phụ.
Nhược điểm của việc dùng than hoạt tính là giá thành cao và khó lắng
nếu là than bột, vì vậy nên dùng kết hợp than với các chất tạo bông và keo tụ. Có
thể tái sinh để sử dụng lại than hoạt tính bằng cách nung nóng trong điều kiện yếm
khí.
2.5.3. Xử lý nước thải chế biến thủy sản bằng phương pháp sinh học
Phương pháp này dựa trên cơ sở hoạt động phân hủy các chất hữu cơ có
trong nước thải của các vi sinh vật. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một
số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình phát
triển, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản
nên sinh khối của chúng được tăng lên.
Phương pháp này được sử dụng để xử lý hoàn toàn các chất hữu cơ có khả
năng phân hủy sinh học trong nước thải. Công trình xử lý sinh học thường được đặt
sau khi nước thải đã được xử lý sơ bộ qua các quá trình xử lý cơ học, hóa học, hóa
lý.
Nguyên lý sinh học hiếu khí là biện pháp xử lý sử dụng các nhóm vi sinh
vật hiếu khí. Đảm bảo hoạt động sống của chúng cần cung cấp ôxy liên tục và duy
trì nhiệt độ trong khoảng từ 20 ÷ 40oC.
Xử lý sinh học yếm khí là biện pháp sử dụng các vi sinh vật yếm khí để loại
bỏ các chất hữu cơ có trong nước thải.
2.5.3.1. Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên
13


Phương pháp xử lý qua đất: thực chất của quá trình xử lý là khi lọc nước thải
qua đất các chất rắn lơ lửng và keo sẽ bị giữ lại ở lớp trên cùng. Những chất này tạo
ra một màng gồm rất nhiều vi sinh vật bao bọc trên bề mặt các hạt đất, màng này sẽ

hấp phụ các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải. Những vi sinh vật sẽ xử dụng ôxy
của không khí qua các khe đất và chuyển hóa các chất hữu cơ thành các hợp chất
khoáng. Các công trình xử dụng phương pháp xử lý qua đất là: Cánh đồng tưới,
cánh đồng lọc
Cánh đồng tưới công cộng hoặc cánh đồng lọc: là những mảnh ruộng được san
bằng hoặc dốc không đáng kể và được ngăn bằng những bờ đất. Nước thải được
phân phối vào những mảnh ruộng đó nhờ mạng lưới tưới và sau khi lọc qua đất lại
được qua một mạng lưới khác để tiêu đi.
Hồ sinh vật: Là hồ xử lý sinh học, có nhiều tên gọi khác như: hồ oxy hóa, hồ
ổn định nước thải …
Các quá trình diễn ra trong hồ sinh vật cũng tương tự như quá trình tự làm
sạch diễn ra ở các sông hồ chứa nước tự nhiên: đầu tiên các chất hữu cơ bị phân hủy
bởi vi sinh vật. Các sản phẩm tạo thành sau khi phân hủy lại được rong, tảo sử
dụng. Do kết quả hoạt động sống của vi sinh vật oxy tự do lại được tạo thành và hòa
tan trong nước rồi lại được vi sinh vật sử dụng để trao đổi chất. Sự hoạt động của
rong tảo không phải là quá trình chính mà chỉ tạo điều kiện thuận lợi cung cấp cho
quá trình mà thôi. Vai trò xử lý chủ yếu ở đây vẫn là vi sinh vật.
2.5.3.2. Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo
 Xử lý sinh học trong điều kiện hiếu khí

Năm 1914 hai nhà bác học người Anh là Ardern và Lockett đã thành công
trong việc tạo bùn hoạt tính và sử dụng bùn hoạt tính để xử lý nước thải. Công nghệ
xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính được áp dụng từ đó đến nay. Hiện nay đã có rất
nhiều trạm xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính hoạt động trên khắp thế giới nhằm để
xử lý các dòng nước thải từ các trung tâm đô thị và các công ty chế biến thực phẩm.
Hiệu quả khử COD, BOD cao, trong đa số các trường hợp đạt từ 78 ÷ 82% hoặc có
thể lớn hơn.
Các công trình tương thích của quá trình xử lý sinh học hiếu khí gồm: bể
Aerotank bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng), bể thổi khí sinh học tiếp xúc (vi sinh
vật dính bám), bể lọc sinh học, tháp lọc sinh học, bể sinh học tiếp xúc quay…

Quá trình bùn hoạt tính: quá trình xử lý nước thải sử dụng bùn hoạt tính dựa
vào hoạt động sống của vi sinh vật hiếu khí. Trong bể Aerotank, các chất lơ lửng
đóng vai trò là các hạt nhân đế cho vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên
thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính là các bông cặn có mầu nâu
sẫm chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi cư trú để phát triển của vô
số vi khuẩn và vi sinh vật sống khác. Các vi sinh vật đồng hoá các chất hữu cơ có
trong nước thải thành các chất dinh dưỡng cung cấp cho sự sống. Trong quá trình
phát triển vi sinh vật sử dụng các chất để sinh sản và giải phóng năng lượng, nên
sinh khối của chúng tăng lên nhanh. Như vậy các chất hữu cơ có trong nước thải
được chuyển hóa thành các chất vô cơ như H 2O, CO2 không độc hại cho môi
trường.
Quá trình sinh học có thể diễn tả tóm tắt như sau:
14


Chất hữu cơ + vi sinh vật + ơxy ( NH3 + H2O + năng lượng + tế bào mới)
Hay:
Chất thải + bùn hoạt tính + khơng khí (Sản phẩm cuối + bùn hoạt tính dư)
Phân loại bể aerotank theo sơ đồ vận hành
Bể Aerotank truyền thống
Sơ đồ vận hành của bể Aerotank truyền thống như sau:

Nướ
c thả
i

Bể
lắ
ng
đợt 1

Bể
lắ
ng
đợt 2

Bể
Aerotank

Xả
ra
nguồ
n tiế
p nhậ
n

Tuầ
n hoà
n bù
n hoạt tính
Xả
bù
n tươi
Xả
bù
n hoạt
tính thừ
a

Hình 2.3. Sơ đồ làm việc của bể Aeroatnk truyền thống

Bể Aerotank với sơ đồ nạp nước thải vào theo bậc
BểAerotank
Bể
lắ
ng
đợt 1

Nướ
c thả
i

Bể
lắ
ng
đợt 2

Xảra
nguồ
n tiế
p nhậ
n

Bù
n hoạt tính
Xảbù
n tươi
Xảbù
n hoạt tính

BểAerotank

Nướ
c thả
i

Bể
lắ
ng
đợt 1

Bể
lắ
ng
đợt 2

Xảra
nguồ
n tiế
p nhậ
n

Tuầ
n hoà
n bù
n hoạt tính
Xảbù
n tươi
Xảbù
n hoạt tính

Hình 2.4. Sơ đồ làm việc của Aerotank nạp theo bậc.

Bể Aerotank có hệ thống cấp khí giảm dần theo chiều dòng chảy
15


Nồng độ chất hữu cơ vào bể Aerotank được giảm dần từ đầu đến cuối bể do
đó nhu cầu cung cấp ơxy cũng tỉ lệ thuận với nồng độ các chất hữu cơ. Ở đầu vào
của bể cần lượng ơxy lớn hơn do đó phải cấp khơng khí nhiều hơn ở đầu vào và
giảm dần ở các ơ tiếp sau để đáp ứng cường độ tiêu thụ khơng đều ơxy trong tồn
bể. Ưu điểm của bể dạng này là:
Giảm được lượng khơng khí cấp vào tức giảm cơng suất của máy nén.
Khơng có hiện tượng làm thống q mức làm ngăn cản sự sinh trưởng của
vi khuẩn khử các hợp chất chứa Nitơ.
Bể Aerotank tải trọng cao
Những bể Aerotank cao tải được coi là những bể có sức tải chất bẩn cao và
cho hiệu suất làm sạch cũng cao. Có thể áp dụng khi u cầu xử lý để nước đầu ra
có chất lượng loại C hoặc dưới loại B. Nước qua bể lắng đợt I hoặc chỉ qua lưới
chắn rác, sau đó trộn đều với 10 ÷ 20% bùn tuần hồn, đi vào bể Aerotank để làm
thống trong khoảng thời gian từ 1 ÷ 3 giờ. Nồng độ bùn hoạt tính trong bể (1000
mg/l). Bằng cách điều chỉnh lượng khí cấp vào và lượng bùn hoạt tính tuần hồn, có
thể thu được hiệu quả xử lý đạt loại C và gần loại B.
Bể Aerotank có ngăn tiếp xúc với bùn hoạt tính đã ổn định (Contact
Stabilitation)
Nước từ bể lắng đợt 1 được trộn đều với bùn hoạt tính đã được tái sinh (bùn
đã được xử lý đến ổn định trong ngăn tái sinh) đi vào năng tiếp xúc của bể, ở ngăn
tiếp xúc bùn hấp phụ và hấp thụ phần lớn các chất keo lơ lửng và chất bẩn hòa tan
có trong nước thải với thời gian rất ngắn khoảng 0,5 (1 giờ rồi chảy sang bể lắng
đợt 2. Bùn lắng ở đáy bể lắng 2 được bơm tuần hồn lại bể tái sinh. Ở bể tái sinh,
bùn được làm thống trong thời gian từ 3 (6 giờ để ơxy hóa hết các chất hữu cơ đã
hấp thụ. Bùn sau khi tái sinh rất ổn định. Bùn dư được xả ra ngồi trước ngăn tái
sinh. Ưu điểm của dạng bể này là bể Aerotank có dung tích nhỏ, chịu được sự dao

động của lưu lượng và chất lượng nước thải.
Xảbù
n tươi

BểAerotank
Ngă
n tá
i sinh
bù
n hoạt tính

Nướ
c thả
i

Bể
lắ
ng
đợt 1

Ngă
n tiế
p xú
c

Xảbù
n hoạt tính thừ
a
Tuầ
n hoà

n bù
n
Bể
lắ
ng
đợt 2

Xảra
nguồ
n tiế
p nhậ
n

Hình 2.5. Sơ đồ làm việc của bể Aerotank có ngăn tiếp xúc.
Bể làm thống kéo dài

16


Lướ
i chắ
n rá
c
BểAerotank là
m
thoá
ng ké
o dà
i
20 -30 giờlưu

nươc trong bể

Nướ
c thả
i

Bể
lắ
ng
đợt 2

Xảra
nguồ
n tiế
p nhậ
n

Tuầ
n hoà
n bù
n hoạt tính
Đònh kỳxảbù
n hoạt
tính thừ
a

Hình 2.6. Sơ đồ làm việc của bể Aerotank làm thống kéo dài.
Bể Aerotank khuấy trộn hồn chỉnh
Má
y khuấ

y bềmặ
t

Nướ
c thả
i

Bể
lắ
ng
đợt 1

Bể
lắ
ng
đợt 2

Xảra
nguồ
n tiế
p nhậ
n

Tuầ
n hoà
n bù
n
Xảbù
n tươi
Xảbù

n hoạt tính thừ
a

Hình 2.7. Sơ đồ làm việc của bể Aerotank khuấy trộn hồn chỉnh.
Ưu điểm chính của sơ đồ làm việc theo ngun tắc khuấy trộn hồn chỉnh là:
pha lỗng ngay tức khắc nồng độ của các chất ơ nhiễm trong tồn thể tích bể, khơng
xảy ra hiện tượng q tải cục bộ ở bất cứ phần nào của bể, áp dụng thích hợp cho
loại nước thải có chỉ số thể tích bùn cao, cặn khó lắng.
Mương ơxy hóa
Mương ơxy hóa là dạng cải tiến của bể Aerotank khuấy trộn hồn chỉnh có
dạng vòng hình chữ O làm việc trong chế độ làm thống kéo dài với dung dịch bùn
hoạt tính lơ lửng trong nước thải chuyển động tuần hồn liên tục trong mương.
Q trình vi sinh dính bám
Phần lớn vi khuẩn có khả năng sinh sống và phát triển trên bề mặt vật rắn, khi
có đủ độ ẩm và thức ăn là các hợp chất hữu cơ, muối khống và ơxy. Chúng dính
bám vào bề mặt vật rắn bằng chất Gelatin do chính vi khuẩn tiết ra và chúng có thể
dễ dàng di chuyển trong lớp Gelatin dính bám này. Đầu tiên vi khuẩn cư trú hình
thành tập trung ở một khu vực, sau đó màng vi sinh khơng ngừng phát triển, phủ kín
tồn bộ bề mặt vật rắn bằng một lớp tế bào. Chất dinh dưỡng (hợp chất hữu cơ,
muối khống) và ơxy có trong nước thải cần xử lý khuếch tán qua màng biofilm vào
tận lớp xenlulơ.
Sau một thời gian, sự phân lớp hồn thành: lớp ngồi cùng là lớp hiếu khí,
được ơxy khuếch tán xâm nhập, lớp giữa là lớp tùy nghi, lớp trong là lớp yếm khí
17


không có ôxy. Bề dày của các lớp này phụ thuộc vào loại vật liệu đỡ (vật liệu lọc).
Bề dày lớp hoạt tính hiếu khí thường khoảng 300 ÷ 400 (m).
Bể lọc sinh học
Là công trình được thiết kế nhằm mục đích phân hủy các vật chất hữu cơ có

trong nước thải nhờ quá trình ôxy hóa diễn ra trên bề mặt vật liệu tiếp xúc. Trong bể
thường chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám.
Bể lọc sinh học thường được phân chia thành hai dạng: bể lọc sinh học nhỏ
giọt và bể lọc sinh học cao tải. Tháp lọc sinh học cũng có thể được xem như là một
bể lọc sinh học nhưng có chiều cao khá lớn.
Bể lọc sinh học nhỏ giọt thường dùng để xử lý sinh học hoàn toàn nước thải,
giá trị BOD của nước thải sau khi làm sạch đạt tới 10 ÷ 15 mg/l với lưu lượng nước
thải không quá 1000 m3/ngđ.
Bể lọc sinh học cao tải có những đặc điểm: tải trọng nước tới
10 ÷ 30 m3/m2ngđ tức là gấp 10 ÷ 30 lần ở bể lọc nhỏ giọt.
Tháp lọc sinh học: những tháp lọc sinh học có thể xử dụng ở các trạm xử lý
với lưu lượng dưới 50.000m3/ngđ, với điều kiện địa hình thuận lợi và nồng độ nước
thải sau khi làm sạch BOD là 20÷25 mg/l.
Bể lọc sinh học tiếp xúc quay (RBC)
Bể lọc sinh học tiếp xúc quay (RBC – Rotating Biological Contactors) được
áp dụng đầu tiên ở CHLB Đức năm 1960 và hiện nay đã được sử dụng rộng rãi để
xử lý BOD và Nitrat hóa. RBC gồm các đĩa tròn polystyren hoặc polyvinyl chloride
đặt gần sát nhau. Đĩa nhúng chìm khoảng 40% trong nước thải và quay ở tốc độ
chậm. Khi đĩa quay, màng sinh khối trên đĩa tiếp xúc với chất hữu cơ có trong nước
thải và sau đó tiếp xúc với ôxy. Đĩa quay tạo điều kiện chuyển hóa ôxy và luôn giữ
sinh khối trong điều kiện hiếu khí. Đồng thời đĩa quay còn tạo nên lực cắt loại bỏ
các màng vi sinh không còn khả năng bám dính và giữ chúng ở dạng lơ lửng để đưa
qua bể lắng đợt II.
Khác với quần thể vi sinh vật ở bùn hoạt tính, thành phần loài và và số lượng
các loài là tương đối ổn định. Vi sinh vật trong màng bám trên đĩa quay gồm các vi
khuẩn kị khí tùy tiện như: Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium, … các vi
sinh vật hiếu khí như: Bacillus (thường thì có ở lớp trên của màng). Khi lượng
không khí cung cấp không đủ thì vi sinh vật tạo thành màng mỏng gồm các chủng
vi sinh vật yếm khí như: Desulfovibrio và một số vi khuẩu sunfua, trong điều kiện
yếm khí vi sinh vật thường tạo mùi khó chịu. Nấm và vi sinh vật hiếu khí phát triển

ở màng trên, và cùng tham gia vào việc phân hủy các chất hữu cơ. Sự đóng góp
nấm chỉ quan trọng trong trường hợp pH nước thải thấp, hoặc các loại nước thải
công nghiệp đặc biệt, vì nấm không thể cạnh tranh với các loại vi khuẩn về thức ăn
trong điều kiện bình thường.
Bể sinh học theo mẻ SBR
Thực chất của bể sinh học hoạt động theo mẻ (SBR - Sequence Batch Reactor)
là một dạng của bể Aerotank. Khi xây dựng bể SBR nước thải chỉ cần đi qua song
chắn, bể lắng cát và tách dầu mỡ nếu cần, rồi nạp thẳng vào bể. Bể Aerotank làm
18


việc theo mẻ liên tục có ưu điểm là khử được các hợp chất chứa nitơ, photpho khi
vận hành đúng các quy trình hiếu khí, thiếu khí và yếm khí.
Bể sinh học làm việc theo từng mẻ kế tiếp được thực hiện theo 5 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Đưa nước thải vào bể. Nước thải đã qua song chắn rác và bể lắng
cát, tách dầu mỡ, tự chảy hoặc bơm vào bể đến mức định trước.
Giai đoạn 2: Tạo phản ứng sinh hóa giữa nước thải và bùn hoạt tính bằng sục
khí hay làm thoáng bề mặt để cấp ôxy vào nước và khuấy trộn đều hỗn hợp. Thời
gian làm thoáng phụ thuộc vào chất lượng nước thải, yêu cầu về mức độ xử lý.
Giai đoạn 3: Lắng trong nước. Quá trình diễn ra trong môi trường tĩnh, hiệu
quả thủy lực của bể đạt 100%. Thời gian lắng trong và cô đặc bùn thường kết thúc
sớm hơn 2 giờ.
Giai đoạn 4: Tháo nước đã được lắng trong ở phần trên của bể ra nguồn tiếp
nhận.
Giai đoạn 5: Chờ đợi để nạp mẻ 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. Ở
những công ty có dòng chảy đều có thể bố trí lịch hoạt động để rút thời gian xuống
còn bằng 0.
Xử lý sinh học trong điều kiện kỵ khí
Phân hủy kỵ khí (Anaerobic Descomposotion) là quá trình phân hủy các chất

hữu cơ thành chất khí (CH4 và CO2) trong điều kiện không có ôxy. Các động lực của
quá trình kỵ khí và cân bằng vật chất nói chung là tương tự như các hệ thống hiếu
khí, tuy nhiên có một vài khác biệt cần được cân nhắc. Việc chuyển hoá các axit
hữu cơ thành khí mêtan sản sinh ra ít năng lượng. Lượng chất hữu cơ chuyển hoá
thành khí vào khoảng 80 (90%).
Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải, pH, nồng độ MLSS. Nhiệt
độ thích hợp cho phản ứng sinh khí là từ 32 (35 oC). Trong trường hợp nhiệt độ nhỏ
hơn 30oC có thể cung cấp thêm nhiệt độ để đạt được nhiệt độ tối ưu cho hoạt động
của vi sinh vật lên men kị khí. Tuy nhiên khí mêtan sinh ra từ bình phản ứng có thể
được sử dụng để cung cấp nhiệt.
Ưu điểm nổi bật của quá trình xử lý kỵ khí là lượng bùn sản sinh ra rất thấp, vì
thế chi phí cho việc xử lý bùn thấp hơn nhiều so với các quá trình xử lý hiếu khí.
Trong quá trình lên men kỵ khí, thường có 4 nhóm vi sinh vật phân hủy vật
chất hữu cơ nối tiếp nhau:
Các vi sinh vật thủy phân (Hydrolytic) phân hủy các chất hữu cơ dạng polyme
như các polysaccharide và protein thành các monomer. Kết quả của sự “bẻ gãy”
mạch cacbon này chưa làm giảm COD.
Các monomer được chuyển hóa thành các axit béo (VFA) với một lượng nhỏ
H2 . Các axit chủ yếu là Acetic, propionic và butyric với những lượng nhỏ của axit
Valeric. Ở giai đoạn axit hóa này, COD có giảm đi đôi chút (không quá 10%).
Tất cả các axit có mạch carbon dài hơn axit acetic được chuyển hóa tiếp thành
acetac và H2 bởi các vi sinh vật Acetogenic, chẳng hạn như sự chuyển hóa của axit
propionic diễn ra theo phương trình:
19


C3H5COOH

+ 2H2O (C2H4O2

+ CO2 + 3H2

Trong phản ứng này, việc giảm COD được biểu hiện thông qua sự xuất hiện
H2. Phản ứng này chỉ sẽ diễn ra nếu như nồng độ H2 rất thấp.
Axit acetic và H2 bị chuyển hóa thành CH4 bởi các vi sinh vật methanogenic:
Axit acetic:
C2H4O2
CH3COO-

 CO2 + CH4
+ H2O

 CH4

+ HCO32-

+ 4H2

 CH4

+ OH- + 2H2O

Hydrogen:
HCO32-

Các công trình xử lý nước thải sử dụng phương pháp sinh học yếm khí:
Quá trình kỵ khí tiếp xúc (Anaerobic contact process)
Quá trình này cung cấp phân ly và hoàn lưu các vi sinh vật giống, do đó cho
phép vận hành quá trình ở thời gian lưu từ 6 (12 giờ).
Cần có một thiết bị khử khí (Degasifier) để giảm thiểu tải trọng chất rắn ở bước

phân ly.
Để xử lý ở mức độ cao, thời gian lưu chất rắn được xác định là 10 ngày ở nhiệt
độ 32oC, nếu nhiệt độ giảm đi 11oC, thời gian lưu đòi hỏi phải tăng gấp đôi.
Quá trình lọc kỵ khí (Anaerobic filter process)
Lọc kỵ khí gắn với sự tăng trưởng các vi sinh vật kỵ khí trên các giá thể. Bể
lọc có thể được vận hành ở chế độ dòng chảy ngược hoặc xuôi.
Giá thể lọc trong quá trình lưu giữ bùn hoạt tính trên nó cũng có khả năng
phân ly các chất rắn và khí sản sinh ra trong quá trình tiêu hóa.
Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)
Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân phối đồng
đều, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ (bông bùn) và
các chất hữu cơ bị phân hủy.
Các bọt khí mêtan và NH3, H2S nổi lên trên và được thu bằng các chụp thu khí
để dẫn ra khỏi bể. Nước thải tiếp theo đó chuyển đến vùng lắng của bể và tại đó sẽ
diễn ra sự phân tách 2 pha lỏng và rắn. Nước thải tiếp tục đi ra khỏi bể, còn bùn
hoạt tính thì hoàn lưu lại vùng lớp bông bùn. Sự tạo thành bùn hạt và duy trì được
nó là vô cùng quan trọng khi vận hành UASB.
Thường cho thêm vào bể 150 mg/l Ca2+ để đẩy mạnh sự tạo thành hạt bùn và 5
(10 mg/l) Fe2+ để giảm bớt sự tạo thành các sợi bùn nhỏ. Để duy trì lớp bông bùn ở
trạng thái lơ lửng, tốc độ dòng chảy thường lấy khoảng 0,6 (0,9 m/h). Sự ổn định
chất thải diễn ra đồng thời với việc chuyển dịch chất thải xuyên ra lớp bùn.
- Ưu điểm :
+ Chi phí đầu tư cho vận hành thấp, lượng hóa chất bổ sung ít.
+ Có khả năng thu hồi năng lượng.
+ 5% BOD tạo thành sinh khối.
20


+ Tải trọng hữu cơ rất cao, có thẻ lên tới 50 kg/m-3.
- Nhược điểm:

+ Vận hành phức tạp.
+ Thời gian xử lý lớn nên yêu cầu xây dựng thiết bị lớn, cồng kềnh.
+ Giai đoạn khởi động kéo dài.
+ Vi sinh vật dễ bị sốc tải khi chất lượng nước đầu vào biến động.
Xử lý sinh học trong điều kiện thiếu khí
Nguyên tắc của phương pháp này là trong điều kiện thiếu ôxy (hàm lượng ôxy
hòa tan được giữ trong nước là 1mg/l) thì các chất dinh dưỡng như Nitơ, Photpho có
trong nước thải sẽ bị các vi sinh vật tùy nghi phân hủy. Phương pháp chủ yếu là khử
Nitrat:
NO3-

VSV Nitrosomonas

NO2-

2VSV
NO
+ Nitrosomonas
chất hữu cơ
N2 + CO2 + H2

21


CHƯƠNG 3. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI XÍ NGHIỆP
ĐÔNG LẠNH THỦY SẢN AFIEX
3.1. Đặc tính nước thải khu công nghiệp Xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX
Bảng 3.1. Nồng độ các chất ô nhiễm
Giá trị

TCVN 5945 – 1995
loại B

STT

Chỉ tiêu

Đơn vị

1

pH

mg/l

5.5 – 6.5

2

BOD5

mg/l

1400

50

3

COD

mg/l

2100

100

4

SS

mg/l

450

100

5

Dầu mỡ

mg/l

120

10

6

N – NH3

mg/l

80

60

7

P – PO43-

Pt.Co

17

–

55 – 9

3.2. Đề xuất phương án xử lý nước thải Xí nghiệp đông lạnh thủy sản AFIEX
Đặc điểm nước thải của ngành chế biến thủy hải sản nói chung và của công
ty chế biến thủy sản AFIEX nói riêng là có sự ô nhiễm hữu cơ cao với các chỉ tiêu
đặc trưng cho sự ô nhiễm hữu cơ như COD, BOD khá cao và các chỉ tiêu nước thải
khác của công ty đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép xả vào môi trường. Với tỉ lệ
BOD:COD là 0,6 công nghệ phù hợp để xử lý nước thải cho công ty là công nghệ
xử lý sinh học. Để loại bỏ các chất hữu cơ có trong nước thải có thể áp dụng nhiều
công trình xử lý sinh học khác nhau. Do đặc điểm nồng độ chất ô nhiễm trong nước
thải khá cao nên phải sử dụng kết hợp xử lý sinh học với sự tham gia của vi khuẩn
kỵ khí và vi khuẩn hiếu khí.

22


 Phương án 1

Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải phương án 1
o Thuyết minh công nghệ
Nước thải

Song chắn rác

Bể thu gôm – T101
Máy thổi khí

Bể điều hòa – T102
Máy ép bùn

Máy nén khí

Bình tạo áp

Bể tuyển nổi – T201

Bể nén bùn – T002

Bể kị khí
UASB – T301
Máy thổi khí

Bể chứa bùn – T001

Bể Aeroten – T401

Bể lắng – T501

Bể khử trùng – T601
TCVN 5945 – 1995 cột B
Nguồn tiếp nhận
Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải phương án 1
Nước thải từ các phân xưởng sản xuất theo mương dẫn của công ty vào bể bể
thu gom .Trước khi vào bể thu gom, nước thải được dẫn qua thiết bị lọc rác thô
nhằm loại bỏ các chất rắn có kích thước lớn như: giấy, gỗ, nilông, lá cây … ra khỏi
nước thải. Sau đó nước thải được bom sang bể điều hòa. Tại bể điều hòa, nhờ quá
23


trình khuấy trộn và cấp khí bằng các đĩa phân phối khí, nước thải được điều hòa về
lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm như: COD, BOD, SS, pH… đồng thời các
đĩa phân phối khí sẽ cung cấp ôxy cho nước thải nhằm ôxy hóa một phần (20 ÷
30%) hàm lượng COD, BOD có trong nước thải và giảm bớt mùi hôi.
Từ bể điều hòa, Nước thải sẽ được phân phối bằng bơm vào bể tuyển nổi áp
lực, nhờ lực đẩy nổi và tỉ trọng nhỏ hơn nước của sơ sợi, các hạt nhỏ hoặc mỡ kết
dính với nhau thành những hạt lớn hơn và nổi lên bề mặt, tại đây sẽ được bố trí một
hệ thống gạt để thu hồi lai.nước thải được dẫn với một lưu lượng cố định vào bể
bình phản ứng kỵ khí UASB. Tại bể UASB, các vi sinh vật ở dạng kỵ khí sẽ phân
hủy các chất hữu cơ có trong nước thải (hiệu suất xử lý của bể UASB tính theo
COD, BOD đạt 60-80%) thành các chất vô cơ ở dạng đơn giản và khí Biogas (CO 2,
CH4, H2S, NH3…), theo phản ứng sau:
Chất hữu cơ + Vi sinh vật kỵ khí

CO2 + CH4 + H2S + Sinh khối mới + …

Sau bể UASB nước thải được dẫn qua bể Aerotank để tiếp tục quá trình xử
lý. Tại bể Aerotank diễn quá trình sinh học hiếu khí được duy trì nhờ không khí cấp
từ các máy thổi khí. Tại đây, các vi sinh vật ở dạng hiếu khí (bùn hoạt tính) sẽ phân
hủy các chất hữu cơ còn lại trong nước thải thành các chất vô cơ ở dạng đơn giản
như : CO2, H2O…Theo phản ứng sau :
Chất hữu cơ + Vi sinh vật hiếu khí H2O + CO2 + sinh khối mới +…
Hiệu suất xử lý của bể Aerotank tính theo COD, BOD đạt khoảng 90-95%.
Từ bể Aerotank, nước thải được dẫn sang bể lắng, tại đây diễn ra quá trình phân
tách giữa nước thải và bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính lắng xuống đáy, nước thải ở phía
trên chảy tràn sang bể tiếp xúc khử trùng. Tại bể tiếp xúc khử trùng, nước thải đã bị
loại bỏ chất hữu cơ được hòa trộn với dung dịch chất khử trùng chlorine nhằm diệt
các vi khuẩn có trong nước thải.
Nước thải sau khi qua bể tiếp xúc khử trùng đạt tiêu chuẩn TCVN 5945 –
2005, loại B và được xả ra môi trường.
Bùn hoạt tính (bùn hiếu khí) ở đáy bể lắng được thu gom về bể thu bùn và
một phần được bơm tuần hoàn về bể làm thoáng nhằm duy trì hàm lượng vi sinh vật
trong bể làm thoáng. Bùn dư được bơm đến bể nén bùn. Tại bể nén bùn, nhờ quá
trình lắng trọng lực nồng độ bùn thải từ 1% tăng lên 2,5 ÷ 3%. Bùn sau khi đã nén
sẽ được ép lọc để giảm thể tích. Sau đó đem thải bỏ nơi qui định hoặc sử dụng làm
phân bón cho cây trồng, cải tạo đất canh tác.
Váng, bọt từ bể lắng và nước dư từ bể nén bùn sẽ được thu gom vào bể thu, từ
đây nước dư sẽ được bơm tuần hoàn lại bể Aerotank.
 Phương án 2

24


Nước thải

Song chắn rác

Bể thu gôm – T101

Bể lắng I -T102
Máy thổi khí

Bể điều hòa – T103
Máy ép bùn

Máy nén khí

Bình tạo áp

Bể tuyển nổi – T201

Bể nén bùn – T002

Bể kị khí
UASB – T301
Máy thổi khí

Bể chứa bùn – T001
Bể lộc sinh học – T401

Bể lắng II – T501

Bể khử trùng – T601
TCVN 5945 – 1995 cột B
Nguồn tiếp nhận

Hình 3.2. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải phương án 2
o Thuyết minh công nghệ

Nước thải từ các phân xưởng sản xuất theo mương dẫn của công ty vào bể bể
thu gom .Trước khi vào bể thu gom, nước thải được dẫn qua thiết bị lọc rác thô
nhằm loại bỏ các chất rắn có kích thước lớn như: giấy, gỗ, nilông, lá cây … ra khỏi
nước thải. Sau đó nước thải được bom sang bể lắng I để lắng sơ bộ lượng cặn lơ
lửng SS, BOD, COD...nước thải theo máng thu nước chảy sang bể điều hòa. Tại bể
25