THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỦY SẢN ĐÔNG LẠNH – CÔNG TY CỔ PHẦN CHĂN NUÔI C.P VIỆT NAM, CÔNG SUẤT 500 M3 NGÀYĐÊM THEO QCVN 11 : 2008BTNMT CỘT B.
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.18 MB, 109 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
----------
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY CHẾ
BIẾN THỦY SẢN ĐÔNG LẠNH – CÔNG TY CỔ PHẦN CHĂN
NUÔI C.P VIỆT NAM, CÔNG SUẤT 500 M3/NGÀYĐÊM THEO
QCVN 11 : 2008/BTNMT CỘT B.
SVTH
: BIỆN BÁ TỈNH
NGÀNH : KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG
NIÊN KHÓA : 2009 – 2013.
Tp.HCM, Tháng 05/2013.
1
THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỦY
SẢN ĐÔNG LẠNH – CÔNG TY CỔ PHẦN CHĂN NUÔI C.P VIỆT NAM,
CÔNG SUẤT 500 M3/NGÀYĐÊM THEO QCVN 11 : 2008/BTNMT CỘT B.
Tác giả
BIỆN BÁ TỈNH
Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng
Kỹ sư ngành Kỹ Thuật Môi Trường
Giáo viên hướng dẫn
Th.S. PHẠM TRUNG KIÊN.
Tp.HCM, Tháng 05 năm 2013.
2
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM
Độc lập – Tự do – hạnh phúc
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Khoa :
MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
Ngành :
KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Họ và tên sinh viên : BIỆN BÁ TỈNH.
MSSV : 09127142
Niên khóa :
Lớp : DH09MT
2009 – 2013
Hộ và tên giáo viên hướng dẫn : Th.S Phạm Trung Kiên.
1. Tên đề tài :
“Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh – Công
ty cổ phần chăn nuôi C.P Việt Nam, công suất 500 m3/ngày đêm theo QCVN 11 :
2008/BTNMT cột B”.
2. Nội dung khóa luận :
Tìm hiểu tổng quan về ngành chế biến thủy sản và về nhà máy chế biến thủy
sản đông lạnh – Công ty cổ phần chăn nuôi C.P Việt Nam.
Tìm hiểu quy trình sản xuất của nhà máy
Tính chất đặc trưng, lưu lượng nước thải.
Phân tích, đề xuất 2 phương án thiết kế phù hợp cho nhà máy.
Tính toán thiết kế các công trình đơn vị.
Tính toán kinh tế, lựa chọn phương án tối ưu.
Lập các bản vẽ thiết kế hệ thống xử lý nước thải trên giấy A2.
3. Thời gian thực hiện : Từ 01/2013 đến 06/2013.
Ngày 13 Tháng 06 Năm 2013.
Giáo viên hướng dẫn
3
LỜI CẢM ƠN.
Trong suốt thời gian học tập tại trường và thực hiện khóa luận tốt nghiệp, tôi
luôn nhận được sự quan tâm, động viên và giúp đỡ nhiệt tình từ các thầy cô, gia đình,
bạn bè và các tổ chức.
Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Phạm Trung Kiên đã tận tình
chỉ bảo, hướng dẫn và truyền đạt nhiều kinh nghiệm thực tế quý báu trong suốt quá
trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Môi Trường và Tài Nguyên –
Trường Đại học Nông Lâm Tp.HCM đã truyền đạt cho tôi những kiến thức bổ ích
trong suốt quá trình học tập tại trường.
Cảm ơn tất cả các bạn DH09MT đã luôn sát cánh, chia sẻ và đoàn kết giúp đỡ
nhau trong học tập và cuộc sống. Cho tôi những kỉ niệm đẹp trong quảng đời sinh
viên, thành thật cảm ơn các bạn.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và lòng kính yêu vô hạn đến gia
đình, người thân đã động viên, che chở, là chỗ dựa tinh thần vững chắc cho con, giúp
con vượt qua những khó khăn, thử thách để có được như hiện nay.
Dù đã rất cố gắng trong suốt quá trình thực hiện khóa luận này nhưng không thể
tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của thầy cô và các bạn.
Tp.HCM, Ngày 30 tháng 05 năm 2013
Người viết
Biện Bá Tỉnh
i
TÓM TẮT KHÓA LUẬN.
Đề tài : “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh
– Công ty cổ phần chăn nuôi C.P Việt Nam (Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh CP.
Việt Nam), công suất 500 m3/ngàyđêm theo QCVN 11 : 2008/BTNMT cột B”, được
thực hiện trong khoảng thời gian từ ngày 10/01/2013 đến 30/05/2013. Đề tài bao gồm
các nội dung :
Tổng quan về lý thuyết :
-
Thành phần, tính chất đặc trung nước thải.
-
Tổng quan về nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh CP. Việt Nam.
-
Các phương pháp xử lý nước thải và một số công nghệ đang áp dụng.
Đề xuất 2 phương án thiết kế mới hệ thống xử lý nước thải thủy sản, tiêu chuẩn
áp dụng QCVN 11 : 2008/BTNMT ở cột B.
Phương án 1 : Nước thải từ nhà máy được thu gom về bể tiếp nhận sau khi đã
qua song chắn rác thô để giữ lại các chất rắn có kích thước lớn như đầu, vỏ tôm,
nilon…. Sau đó, được dẫn lên bể điều hòa để ổn định, rồi tiếp tục dẫn sang bể lắng 1
để loại bỏ một phần các tạp chất rắn lơ lửng có trong nước. Tiếp tục, nước được dẫn
sang bể Aerotank có giá thể lơ lửng để xử lý sinh học hiếu khí nhờ quá trình sục khí
liên tục. Cuối cùng nước dẫn sang bể lắng 2 và khử trùng trước khi dẫn ra nguồn tiếp
nhận.
Phương án 2 : Tương tự như phương án 1, nhưng thay vì sử dụng bể Aerotank
giá thể và bể lắng 2 ta sử dụng bể trung gian và bể SBR.
Tính toán kinh tế cho 2 hệ thống xử lý nước thải và lựa chọn phương án thiết kế
chính là phương án 2.
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. i
TÓM TẮT KHÓA LUẬN .............................................................................................ii
MỤC LỤC .................................................................................................................... iii
DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT................................................. v
DANH MỤC HÌNH ...................................................................................................... vi
DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................vii
Chương 1. MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI. ...................................................................... 1
1.2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI................................................................................... 1
1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU. ................................................................................. 2
1.4. NỘI DUNG ĐỀ TÀI. .......................................................................................... 2
1.5. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN. ......................................................................... 2
Chương 2. TỔNG QUAN.............................................................................................. 3
2.1.
TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN THỦY SẢN Ở VIỆT NAM. ......... 3
2.1.1. Hiện trạng ngành chế biến thủy hải sản ở Việt Nam ..................................... 3
2.1.2. Một số công nghệ sản xuất của ngành chế biến thủy sản .............................. 5
2.1.3. Các vấn đề môi trường do ngành chế biến thủy sản gây ra ........................... 6
2.2.
CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN...... 7
2.2.1. Xử lý bằng phương pháp cơ học .................................................................... 7
2.2.2. Xử lý bằng phương pháp hóa lý và hóa học. ................................................. 9
2.2.3. Xử lý bằng phương pháp sinh học ............................................................... 13
2.3. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ HIỆN ĐANG ÁP DỤNG TẠI CÁC NHÀ
MÁY SẢN XUẤT THỦY SẢN ..................................................................... 17
2.3.1. Công nghệ xử lý nước thải tại xí nghiệp chế biến thủy sản Tiền Giang, công
suất 250 m3/ngàyđêm. .................................................................................. 17
2.3.2. Công nghệ xử lý nước thải tại công ty Caminex, công suất
1600m3/ngàyđêm. ........................................................................................ 19
iii
2.3.3. Công nghệ xử lý nước thải tại xí nghiệp xuất khẩu 2 Bà Rịa – Vũng Tàu,
công suất 100 m3/ngàyđêm .......................................................................... 20
Chương 3. GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN THỦY SẢN ĐÔNG LẠNH CÔNG TY CỔ PHẦN CHĂN NUÔI C.P VIỆT NAM ........................................... 22
3.1. GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ NHÀ MÁY ................................................. 22
3.2. NGUYÊN VẬT LIỆU SẢN XUẤT............................................................... 22
3.3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT..................................................... 22
3.4. HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG CỦA NHÀ MÁY........................................ 24
Chương 4. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ
THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY .................................................... 27
4.1. CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ. ............................................................. 27
4.2. ĐỀ XUẤT 2 PHƯƠNG ÁN. .......................................................................... 28
4.2.1. Phương án 1 ................................................................................................. 28
4.2.2. Phương án 2 ................................................................................................. 31
4.3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH CÁC ĐƠN VỊ ..................... 33
4.2.3. Phương án 1. ................................................................................................ 33
4.2.4. Phương án 2. ................................................................................................ 38
4.4. DỰ TOÁN KINH TẾ ..................................................................................... 40
4.4.1. Phương án 1. ................................................................................................ 40
4.4.2. Phương án 2. ................................................................................................ 40
4.5. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN........................................................................... 41
4.5.1. Về mặt kinh tế .............................................................................................. 41
4.5.2. Về mặt kỹ thuật. ........................................................................................... 41
4.5.3. Về mặt thi công và vận hành........................................................................ 41
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................. 42
5.1. KẾT LUẬN .................................................................................................... 42
5.2. KIẾN NGHỊ ................................................................................................... 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 44
PHỤC LỤC .................................................................................................................. 45
iv
DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
BOD5
Biochemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy sinh hóa ở nhiệt độ 200C
trong thời gian 5 ngày)
COD
Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy hóa hóa học)
SS
Suspended Solid (Chất rắn lơ lửng)
PAC
Poly Aluminium Chloride
SCR
Song chắn rác
F/M
Food and Microorgaism ratio (Tỷ số thức ăn/vi sinh vật)
SBR
Squencing Biological Reactor (Bể sinh học từng mẻ)
UASB
Upflow Anaerobic Sluge Blanket reactor (Bể sinh học kỵ khí)
MLSS
Mixed Liquor Suspended Solids (Chất rắn lơ lửng trong hỗn hợp)
QCVN
Quy chuẩn Việt Nam
XLNT
Xử lý nước thải
VSV
Vi sinh vật
VNĐ
Việt Nam đồng.
v
DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Kim ngạch xuất khẩu thủy sản của Việt Nam (Từ năm 2008 – 2011) ............ 3
Hình 2.2. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải của Công ty thủy sản Tiền Giang ............. 18
Hình 2.3. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải của Công ty Caminex ............................... 19
Hình 2.4. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Xí nghiệp xuất khẩu 2 Bà Rịa–Vũng Tàu 20
Hình 3.1. Sơ đồ quy trình chế biến tôm sú hấp đông IQF............................................. 22
Hình 4.1. Sơ đồ công nghệ xử lý của phương án 1 ....................................................... 28
Hình 4.2. Sơ đồ công nghệ xử lý của phương án 2 ....................................................... 31
vi
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 : Thành phần nước thải chế biến thủy sản ........................................................ 7
Bảng 3.1: Các thông số nước thải của nhà máy ............................................................ 26
Bảng 4.1: Các thông số của nước thải và yêu cầu nguồn tiếp nhận .............................. 27
Bảng 4.2: Dự tính hiệu suất xử lý theo phương án 1..................................................... 30
Bảng 4.3: Dự tính hiệu suất xử lý của phương án 2 ...................................................... 32
Bảng 4.4: Các thông số thiết kế song chắn rác bằng inox ............................................. 33
Bảng 4.5: Các thông số thiết kế bể tiếp nhận ................................................................ 33
Bảng 4.6: Các dạng khuấy trộn ở bể điều hòa ............................................................... 34
Bảng 4.7: Các thông số thiết kế bể lắng 1 ..................................................................... 34
Bảng 4.8. Các thông số thiết kế của bể Aerotank có giá thể ......................................... 35
Bảng 4.9: Các thông số để tính toán bể lắng đợt 2 ........................................................ 36
Bảng 4.10: Các thông số thiết kế bể khử trùng ............................................................. 37
Bảng 4.11: Các thông số thiết kế bể nén bùn ................................................................ 37
Bảng 4.12: Các thông số thiết kế bể trung gian............................................................. 38
Bảng 4.13: Các thông số thiết kế bể SBR ..................................................................... 38
Bảng 4.14: Các thông số thiết kế bể khử trùng ............................................................. 39
Bảng 4.15: Các thông số thiết kế bể nén bùn ................................................................ 39
Bảng 4.16: Dự toán kinh tế phương án 1 ...................................................................... 40
Bảng 4.17: Dự toán kinh tế phương án 2 ...................................................................... 40
vii
Chương 1.
MỞ ĐẦU.
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI.
Nước ta đang trong giai đoạn phát triển, tiến tới một nước công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước để hòa nhập với các nước trong khu vực. Việc phát triển kinh tế
đã đem lại rất nhiều lợi ích cho xã hội xong vẫn tồn tại một mặt trái là sự ô nhiểm môi
trường do sản xuất gây ra. Trong đó, ngành chế biến thủy sản cũng không ngoại lệ khi
mà nồng độ ô nhiễm của ngành tương đối cao.
Một cách tổng quát, nước thải công nghiệp chế biến thủy sản nhìn chung là có
các thành phần ô nhiễm vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần. Trong khi đó, lưu lượng
nước thải tính trên một đơn vị sản phẩm cũng khá lớn, thường từ 30 - 80 m3 nước thải
cho một tấn sản phẩm. Đây là một trong những ngành công nghiệp có tải lượng ô
nhiễm cao, cần phải có biện pháp thích hợp để kiểm soát ô nhiễm do nước thải, trong
đó xử lý nước thải là một trong những yêu cầu hết sức cần thiết. Sự ô nhiễm nguồn
nước do ngành chế biến thủy sản thải trực tiếp ra môi trường đang là mối quan tâm
hàng đầu của các nhà quản lý môi trường.
Do đó, việc xử lý nước thải ngành chế biến thủy sản là một yêu cầu cấp thiết
đặt ra không chỉ đối với những người làm công tác bảo vệ môi trường mà còn là của
tất cả mọi người trong công cuộc xây dựng nền môi trường xanh.
Chính vì thế mà em đã chọn đề tài “ Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải
cho nhà máy chế biến thủy hải sản đông lạnh - Công ty cổ phần chăn nuôi CP. Việt
Nam” để thực hiện.
1.2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI..
Tìm hiểu tính chất đặc trưng nước thải của ngành chế biến thủy hải sản nói
chung và của nhà máy chế biến thủy sản sản tôm đông lạnh C.P Việt Nam nói riêng.
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản đông
lạnh CP. Việt Nam với công suất 500 m3/ ng.đêm để giải quyết vấn đề ô nhiễm của
nhà máy.
1
1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU.
Giới hạn về mặt không gian là nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh thuộc công
ty cổ phần chăn nuôi C.P Việt Nam ở Khu công nghiệp Bàu Xéo – Đồng Nai.
Giới hạn về mặt thời gian: đề tài thực trong thời gian từ ngày 10/1/2013 đến
ngày 30/5/2013.
Giới hạn về mặt nội dung là trên cơ sở thu thập và tổng hợp số liệu để đề xuất
và tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy sản của nhà máy chế biến
thủy hải sản đông lạnh CP Việt Nam.
1.4. NỘI DUNG ĐỀ TÀI.
- Tìm hiểu dây chuyền chế biến thủy hải sản đông lạnh CP. Việt Nam thuộc
Khu công nghiệp Bàu Xéo – huyện Trảng Bom – Tỉnh Đồng Nai.
- Các nguồn phát sinh nước thải trong dây chuyền sản xuất, lưu lượng, thành
phần, tính chất nước thải đầu vào của xí nghiệp.
- Tìm hiểu các công nghê XLNT của các công ty chế biển thủy hải sản, đánh
giá.
- Thiết kế hệ thống XLNT cho nhà máy chế biến thủy hải sản đông lạnh CP.
Việt Nam, công suất 500m3/ngđêm.
- Tính toán kinh tế xây dựng và vận hành hệ thống XLNT.
- Thực hiện các bản vẽ thiết kế.
1.5. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN.
- Phương pháp điều tra, khảo sát tại công ty.
- Phương pháp thu thập và tổng hợp số liệu.
- Phương pháp thống kê, tính toán.
- Phương pháp trao đổi ý kiến với chuyên gia để lấy ý kiến, thông tin.
2
Chương 2.
TỔNG QUA
AN
2.1. TỔNG
T
QU
UAN VỀ NG
GÀNH CH
HẾ BIẾN THỦY
T
SẢN
N Ở VIỆT NAM.
N
2
2.1.1.
Hiện
n trạng ngàành chế biếến thủy hải sản ở Việtt Nam.
Nước Việệt Nam ta có
c vị trí đặcc biệt thuận
n lợi với bờ
ờ biển dài 3.260
3
km, vùng
v
biển và
v thềm lục địa rộng hơn 1 triệu km2, do đó có nhiềều điều kiệện để phát triển
ngànhh thủy sản. Trong nhữnng năm gầnn đây, ngành chế biến thủy sản đư
ược xem làà một
trong những ngàành công ngghiệp mũi nhọn và đóóng vai trò lớn vào sự
ự phát triểnn của
đ nước, ngành đang chiếm gần 9% tổng kiim ngạch xuuất khẩu củủa cả
nền kiinh tế của đất
nước. Theo các chuyên giaa dù kinh tếế thế giới năm
n
nay vẫẫn không sááng sủa, nhhưng
n sẽ phát triiển ổn định..
ngànhh chế biến thhủy sản vẫn
Không chhỉ thế mạnhh trong nướ
ớc, sản phẩẩm thủy sảnn Việt Nam
m đã xuất khẩu
k
sang hơn
h 30 nướ
ớc trên thế giới. Hiện Việt Nam là một tronng 10 nước xuất khẩu thủy
sản hààng đầu trêên thế giới, ngành thủyy sản hiện tại
t chiếm 44% GDP, 8%
% xuất khẩẩu và
9% lự
ực lượng laao động (khhoảng 3,4 ttriệu ngườii) của cả nư
ước. Nhóm
m hàng chủủ đạo
trong xuất khẩu thủy sản của Việt Naam là cá traa, cá basa, tôm và cácc động vật thân
b
tuộc, nghêu,
n
sò,…
…. Trong vò
òng 20 năm
m qua ngành
h thủy sản luôn
mềm như mực, bạch
ng trưởng ấn
n tượng từ 10 - 20% (IINEST, 20009).
duy trrì tốc độ tăn
2011
Hình 2.11. Kim ngạcch xuất khẩẩu thủy sản của
c Việt Naam (từ năm
m 2008 – 2011).
3
Theo hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam (VASEP), bất chấp khó
khăn kim ngạch xuất khẩu thủy sản của Việt Nam trong năm 2012 vẫn đạt hơn 6,13 tỷ
USD, tăng 0,3% so với cùng kỳ năm 2011. Trong đó, Mỹ vẫn là thị trường quan trọng
nhất trong 3 khu vực xuất khẩu quan trọng (EU, Nhật Bản) khi chiếm đến 19,4% tổng
kim ngạch.
Với giá trị nhập khẩu đạt 1,19 tỷ USD, tăng 1,2% so với cùng kỳ năm 2011,
Mỹ đã vượt qua EU để trở thành thị trường nhập khẩu lớn nhất của thủy sản Việt Nam
năm 2012. Tuy nhiên, trong năm 2013, xuất khẩu các mặt hàng thủy sản Việt Nam nói
chung sang Mỹ có thể sẽ gặp nhiều trở ngại do nhu cầu thấp, suy thoái kinh tế toàn
cầu. Riêng đối với con tôm đang phải đối phó với vụ kiện chống trợ cấp. Mới đây Bộ
Thương mại Mỹ (DOC) đã chính thức thụ lý đơn kiện chống trợ cấp của Liên minh
công nghiệp tôm vùng Vịnh (COGSI) đối với tôm nhập khẩu từ 7 nước, trong đó có
Việt Nam.
Chính sách siết chặt tín dụng tại các nước châu Âu đã tác động rất lớn đến xuất
khẩu thủy sản Việt Nam sang thị trường này trong thời gian qua. Năm 2012, dù EU là
thị trường lớn thứ 2 trong top 10 thị trường nhập khẩu thủy sản của Việt Nam, nhưng
giá trị xuất khẩu của thủy sản nước ta sang thị trường này lại khá ảm đạm khi chỉ đạt
gần 1,13 tỷ USD, giảm 14,8% so với cùng kỳ năm ngoái. Nhiều dự báo cho thấy, xuất
khẩu thủy sản sang EU trong năm 2013 tiếp tục không mấy sáng sủa bởi khủng hoảng
nợ công ở châu Âu còn tiếp diễn.
Nhật Bản là thị trường đứng thứ 3 trong danh sách 10 nhà nhập khẩu thủy sản
hàng đầu của Việt Nam năm 2012 khi mang về cho Việt Nam hơn 1 tỷ USD, tăng
9,3% so với cùng kỳ năm 2011. Tuy nhiên, hiện nay xuất khẩu tôm nước ta sang thị
trường này đang phải đối diện với rào cản Ethoxyquin chưa được tháo gỡ. Và theo
nhận định của nhiều chuyên gia, xuất khẩu tôm Việt Nam sẽ tiếp tục bị ảnh hưởng
mạnh trong thời gian tới, theo đó, kim ngạch xuất khẩu thủy sản nói chung trong năm
2013 sẽ giảm 1,5 – 2% so với năm 2012.
Hiện nay, ngành công nghiệp chế biến thủy sản phát triển rộng rải tại Việt Nam
và trên khắp thế giới. Trong nước đã có hơn 500 nhà máy chế biến thủy sản xuất khẩu
với công suất tổng cộng trên 500.000 tấn sản phẩm/năm. Trong đó có hơn 300 cơ sở
sản xuất đông lạnh với các mặt hàng cá, tôm đông lạnh, các loại mực, bạch tuột và hải
4
sản khác. Các nhà máy, xí nghiệp chế biến thủy sản khác nhau về cách thức hoạt động,
quy mô sản xuất và sản phẩm đầu ra… Tuy nhiên, chất lượng sản phẩm không ngừng
nâng cao do đã áp dụng hệ thống quản lý chất lượng và an toàn thực phẩm.
2.1.2. Một số công nghệ sản xuất của ngành chế biến thủy sản
Mỗi sản phẩm đầu có công nghệ sản xuất phù hợp bao gồm nguyên liệu, yêu
cầu về nguyên liệu, quy trình sản xuất, các trang thiết bị… Như vậy tương ứng với
hàng trăm sản phẩm sẽ có hàng trăm quy trình sản xuất.
Dưới đây là một vài quy trình công nghệ sản xuất của một số sản phẩm phổ
biến trên thị trường.
Quy trình công nghệ chế biến sản phẩm tôm thịt đông rời IQF
Nguyên liệu – rửa – phân loại – xử lý – rửa – phân cỡ – rửa, tách tạp chất – rải
băng chuyền IQF – cấp đông – mạ băng – tái đông – cân – đóng túi PE – dò kim loại –
bao gói – bảo quản lạnh
Quy trình công nghệ chế biến sản phẩm tôm thịt đông block
Nguyên liệu – rửa – sơ chế (lặt đầu, bóc vỏ, rút tim) – rửa – phân cỡ, phân loại
– rửa, để ráo nước – cân bán thành phẩm - tách tạp chất – rửa – cân xếp khuôn – cấp
đông – tái khuôn – mạ băng – đóng túi PE – dò kim loại – bao gói – bảo quản lạnh
Quy trình công nghệ chế biến sản phẩm tôm sú nguyên con đông lạnh
Nguyên liệu – rửa – phân cỡ – xếp khuôn – cấp đông – tách khuôn – mạ băng –
đống túi PE – dò kim loại – bao gói – bảo quản lạnh.
Quy trình công nghệ chế biến sản phẩm mực đông lạnh
Nguyên liệu – sơ chế – xử lý – phân cỡ – rửa – quậy muối, để ráo nước – cân –
xếp khuôn – cấp đông – mạ băng – bao gói – bảo quản lạnh.
Quy trình công nghệ sản xuất mặt hàng cá tra, cá basa phi lê đông block
Nguyên liệu – rửa – phi lê – rửa – lạng da – tạo hình – kiểm tra ký sinh trùng –
phân loại, cỡ – cân – rữa – xếp khuôn – chờ dông – cấp đông – tách khuôn – nao gói –
bảo quản lạnh
Quy trình công nghệ sản xuất mặt hàng thịt cá xay (surimi) đông lạnh.
Nguyên liệu – phân lịa – sơ chế (bỏ đầu và nội tạng) – rửa – tách thịt khỏi
xương và da – rửa nhiều lần – để ráo nước – xay – lọc – nghiền và trộn – chế biến sản
phẩm đã trộn – bao gói – cấp đông – bảo quản đông.
5
2.1.3. Các vấn đề môi trường do ngành chế biến thủy sản gây ra.
Với sự tăng trưởng ngày càng cao của ngành chế biến thủy sản và nhằm đáp
ứng nhu cầu to lớn của con người đối với sản phẩm thủy sản, do đó ngành chế biến
thủy sản phải đẩy mạnh chế biến và phát triển rộng rãi trong tương lai. Tuy nhiên, bên
cạnh những lợi ích mang lại cho kinh tế xã hội, ngành công nghiệp này cũng như các
ngành khác cũng phát sinh nhiều vấn đề môi trường bức xúc cần phải được giải quyết.
Trong đó, nước thải từ chế biến thủy sản là một mối quan tâm hàng đầu.
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, phần còn lại đem bán làm thức ăn chăn nuôi
gia súc. 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.
Chất thải khí :
Khí thải sinh ra từ nhà máy 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 nguyên liệu (tôm), mùi hôi tanh từ nơi chứa phế thải, cống rãnh.
- Hơi tác nhân lạnh có thể bị rò rỉ: NH3.
- Hơi xăng dầu từ các bồn chứa nhiên liệu, máy phát điện, nồi hơi.
- Tiếng ồn xuất hiện trong công ty chế biến của các công ty thủy sản nhiệt độ
thường thấp và ẩm hơn so khu vực khác.
- Bụi trong quá trình sinh hoạt, vận chuyển và bốc dở bao bì.
Chất thải lỏng (chủ yếu nước thải sản xuất).
Nước thải trong công ty chế biến thủy sản 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 nhà 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.
Nước có thành phần chủ yếu : chất hữu cơ, protein, dầu mỡ, hàm lượng chất lơ lững,
nito, photpho…
6
Bảng 2.1 : Thành phần nước thải chế biến thủy sản.
Nồng độ
Chỉ tiêu
Đơn vị
Tôm đông lạnh
Cá da trơn
Thủy sản đông lạnh
(tra-basa)
hỗn hợp
pH
-
6,5 - 9
6,5 - 7
5,5 - 9
SS
mg/L
100 - 300
500 - 1.200
50 - 194
COD
mgO2/L
800 - 2.000
800 - 2.500
694 - 2.070
BOD5
mgO2/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 và mỡ
mg/L
-
250 - 80
2.4 - 100
(Tổng cục môi trường, “Sổ tay tài liệu kĩ thuật - Hướng dẫn đánh giá sự phù hợp của
công nghệ xử lý nước thải và giới thiệu một số công nghệ xử lý nước thải đối với
ngành Chế biến thủy sản, Dệt may, Giấy và bột giấy” năm 2011)
2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN.
Trong nước thải thủy sản thường chứa rất nhiều tạp chất có bản chất khác nhau.
Vì vậy, mục đích của việc xử lý nước thải là loại các tạp chất đó sao cho nước thải sau
xử lý đạt tiêu chuẩn ở mức chấp nhận được theo các chỉ tiêu đã đặt ra. Để thực hiện
điều này chúng ta phải dựa vào đặc điểm của từng tạp chất mà lựa chọn phương pháp
xử lý thích hợp. Thông thường công nghệ xử lý nước thải thủy sản thường sử dụng kết
hợp các phương pháp sau :
Xử lý bằng phương pháp cơ học .
Xử lý bằng phương pháp hóa lý và hóa học.
Xử lý bằng phương pháp sinh học.
2.2.1. Xử lý bằng phương pháp cơ học.
Phương pháp xử lý cơ học sử dụng nhằm mục đích tách các chất không hòa tan
và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải. Những công trình xử lý cơ học
điển hình bao gồm :
7
Song chắn rác
Song chắn rác nhằm chắn giữ 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 được chuyển tới bể phân hủy cặn (bể mêtan) hoặc là đem đi chôn lấp. Đối
với các tạp chất < 5 mm thường dùng lưới chắn rác. Cấu tạo của thanh chắn rác gồm
các thanh kim loại tiết diện hình chữ nhật, hình tròn hoặc bầu dục… Song chắn rác
được chia làm 2 loại di động hoặc cố định, có thể thu gom rác bằng thủ công hoặc cơ
khí. Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60 – 90 0 theo hướng dòng chảy.
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 thả. Cát từ bể
lắng cát được đưa đi phơi khô ở sân phơi và cát khô thường được sử dụng lại cho
những mục đích xây dựng.
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 hoặc tiếp tục theo dòng nước đến công trình xử lý tiếp theo.
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.
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 khác.
Bể lắng đứng
Bể lắng đứng có dạng hình tròn hoặc hình chữ nhật trên mặt bằng. Bể lắng
đứng thường dùng cho các trạm xử lý có công suất dưới 20.000 m3/ngàyđêm. Nước
thải được dẫn vào ống trung tâm và chuyển động từ dưới lên theo phương thẳng đứng.
Vận tốc dòng nước chuyển động lên phải nhỏ hơn vận tốc của các hạt lắng. Nước
8
trong được tập trung vào máng thu phía trên. Cặn lắng được chứa ở phần hình nón
hoặc chóp cụt phía dưới.
Bể lắng ngang
Bể lắng ngang có hình dạng chữ nhật trên mặt bằng, tỷ lệ giữa chiều rộng và
chiều dài không nhỏ hơn ¼ và chiều sâu đến 4m. Bể lắng ngang dùng cho các trạm xử
lý có công suất lớn hơn 15.000 m3/ ngàyđêm. Trong bể lắng nước thải chuyển động
theo phương ngang từ đầu bể đến cuối bể và được dẫn tới các công trình xử lý tiếp
theo, vận tốc dòng chảy trong vùng công tác của bể không được vượt quá 40 mm/s. Bể
lắng ngang có hố thu cặn ở đầu bể và nước trong được thu vào ở máng cuối bể.
Bể lắng ly tâm
Bể lắng ly tâm có dạng hình tròn trên mặt bằng. Bể lắng ly tâm được dùng cho
các trạm xử lý có công suất lớn hơn 20.000 m3/ngàyđêm. Trong bể lắng nước chảy từ
trung tâm ra quanh thành bể. Cặn lắng được dồn vào hố thu cặn được xây dựng ở trung
tâm đáy bể bằng hệ thống cào gom cặn ở phần dưới dàn quay hợp với trục 1 góc 450.
Đáy bể thường được thiết kế với độ dốc i = 0,02 – 0,05. Dàn quay với tốc độ 2-3 vòng
trong 1 giờ. Nước trong được thu vào máng đặt dọc theo thành bể phía trên.
Bể vớt dầu mỡ
Bể vớt dầu mỡ thường được áp dụng khi xử lý nước thải có chứa dầu mỡ (nước
thải công ngiệp), nhằm tách các tạp chất nhẹ. Đối với thải sinh hoạt khi hàm lượng dầu
mỡ không cao thì việc vớt dầu mỡ thực hiện ngay ở bể lắng nhờ thiết bị gạt chất nổi.
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. Bể này được 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.
2.2.2. Xử lý bằng phương pháp hóa lý và hóa học.
Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý và hóa học 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
9
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,
đông tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion, thấm lọc ngược và siêu lọc …
Phương pháp keo tụ và đông tụ
Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể
tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn có
kích thước quá nhỏ. Để tách các hạt rắn đó một cách có hiệu quả bằng phương pháp
lắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hổ giữa các hạt phân tán
liên kết thành tập hợp các hạt, nhằm tăng vận tốc lắng của chúng. Việc khử các hạt keo
rắn bằng lắng trọng lượng đòi hỏi trước hết cần trung hòa điện tích của chúng, thứ đến
là liên kết chúng với nhau. Quá trình trung hoà điện tích thường được gọi là quá trình
đông tụ (coagulation), còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là
quá trình keo tụ (flocculation).
Phương pháp 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 .
Chất keo tụ thường dùng có thể là hợp chất tự nhiên và tổng hợp chất keo tự
nhiên là tinh bột, ete, xenlulozơ, dectrin (C6H10O5)n và dioxyt silic hoạt tính
(xSiO2.yH2O).
Phương pháp đông tụ
Quá trình thuỷ phân các chất đông tụ và tạo thành các bông keo xảy ra theo các
giai đoạn sau :
Me3+
+ HOH
Me(OH)2+
+
H+
Me(OH)2+ + HOH
Me(OH)+
+
H+
Me(OH)+
Me(OH)3
+
H+
Me(OH)3
+
3 H+
Me3+
+ HOH
+ 3HOH
10
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: Al2(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 rẻ.
Các muối sắt được dùng làm chất đông tụ: Fe(SO3).2H2O, Fe(SO4)3.3H2O,
FeSO4.7H2O và FeCl3. Hiệu quả lắng cao khi sử dụng dạng khô hay dung dịch 10 15%.
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 .
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 lượng rất nhỏ các chất đó. Những chất này không phân huỷ bằng con
đường sinh học và thường có độc tính cao. Nếu các chất cần khử bị hấp phụ tốt và chi
phí riêng cho lượng chất hấp phụ không lớn thì việc 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 …).
11
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, nhưng 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 hóa 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.
Phương pháp 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, M …, 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 … 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 … 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.
Các quá trình tách bằng màng
Màng được định nghĩa là một pha đóng vai trò ngăn cách giữa các pha khác
nhau .Viêc ứng dụng màng để tách các chất phụ thuộc vào độ thấm của các hợp chất
12
đó qua màng. Người ta dùng các kỹ thuật như: điện thẩm tích, thẩm thấu ngược, siêu
lọc và các quá trình tương tự khác.
Thẩm thấu ngược và siêu lọc là quá trình lọc dung dịch qua màng bán thẩm
thấu, dưới áp suất cao hơn áp suất thấm lọc. Màng lọc cho các phân tử dung môi đi
qua và giữ lại các chất hoà tan. Sự khác biệt giữa hai quá trình là ở chỗ siêu lọc thường
được sử dụng để tách dung dịch có khối lượng phân tử trên 500 và có áp suất thẩm
thấu nhỏ (ví dụ như các vi khuẩn, tinh bột, protein, đất sét …). Còn thẩm thấu ngược
thường được sử dụng để khử các vật liêu có khối lượng phân tử thấp và có áp suất cao.
Phương pháp điện hoá
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
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.
Nhược điểm lớn của phương pháp này là tiêu hao điện năng lớn.
2.2.3. Xử lý bằng phương pháp 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 hóa sinh hóa. 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 có hàm
lượng chất hữu cơ cao.
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.
13
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
Xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên.
Để tách các chất bẩn hữu cơ dạng keo và hoà tan trong điều kiện tự nhiên người
ta xử lí nước thải trong ao, hồ hay trên đất (cánh đồng tưới, cánh đồng lọc…).
Hồ sinh vật
Hồ sinh vật là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, còn gọi là hồ oxy
hoá, hồ ổn định nước thải, … xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học. Trong hồ
sinh vật diễn ra quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ nhờ các loài vi khuẩn, tảo
và các loại thủy sinh vật khác, tương tự như quá trình làm sạch nguồn nước mặt. Vi
sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy từ
không khí để oxy hoá các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2, photphat và nitrat
amon sinh ra từ sự phân huỷ, oxy hoá các chất hữu cơ bởi vi sinh vật. Để hồ hoạt động
bình thường cần giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu. Nhiệt độ không được thấp hơn 60C.
Theo bản chất quá trình sinh hoá, người ta chia hồ sinh vật ra các loại hồ hiếu
khí, hồ sinh vật tuỳ tiện (Faculative) và hồ sinh vật yếm khí.
Hồ sinh vật hiếu khí
Quá trình xử lí nước thải xảy ra trong điều kiện đầy đủ oxy, oxy được cung cấp
qua mặt thoáng và nhờ quang hợp của tảo hoặc hồ được làm thoáng cưỡng bức nhờ
các hệ thống thiết bị cấp khí. Độ sâu của hồ sinh vật hiếu khí không lớn hơn từ 0,5 1,5m.
Hồ sinh vật tuỳ tiện
Có độ sâu từ 1.5 – 2.5m, trong hồ sinh vật tùy tiện, theo chiều sâu lớp nước có
thể diễn ra hai quá trình: oxy hoá hiếu khí và lên men yếm khí các chất bẩn hữu cơ.
Trong hồ sinh vật tùy tiện vi khuẩn và tảo có quan hệ tương hổ đóng vai trò cơ bản đối
với sự chuyển hóa các chất.
Hồ sinh vật yếm khí
Có độ sâu trên 3m, với sự tham gia của hàng trăm chủng loại vi khuẩn kỵ khí
bắt buộc và kỵ khí không bắt buộc. Các vi sinh vật này tiến hành hàng chục phản ứng
hoá sinh học để phân huỷ và biến đổi các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những chất
đơn giản, dễ xử lý. Hiệu suất giảm BOD trong hồ có thể lên đến 70%. Tuy nhiên nước
14
thải sau khi ra khỏi hồ vẫn có BOD cao nên loại hồ này chỉ chủ yếu áp dụng cho xử lý
nước thải công nghiệp rất đậm đặc và dùng làm hồ bậc 1 trong tổ hợp nhiều bậc.
Cánh đồng tưới - Cánh đồng lọc
Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác, có thể tiếp nhận và xử lý nước
thải. Xử lý trong điều kiện này diễn ra dưới tác dụng của vi sinh vật, ánh sáng mặt trời,
không khí và dưới ảnh hưởng của các hoạt động sống thực vật, chất thải bị hấp thụ và
giữ lại trong đất, sau đó các loại vi khuẩn có sẵn trong đất sẽ phân huỷ chúng thành
các chất đơn giản để cây trồng hấp thụ. Nước thải sau khi ngấm vào đất, một phần
được cây trồng sử dụng. Phần còn lại chảy vào hệ thống tiêu nước ra sông hoặc bổ
sung cho nước nguồn.
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo :
Bể lọc sinh học
Bể lọc sinh học là công trình nhân tạo, trong đó nước thải được lọc qua vật liệu
rắn có bao bọc một lớp màng vi sinh vật. Bể lọc sinh học gồm các phần chính như sau:
phần chứa vật liệu lọc, hệ thống phân phối nước đảm bảo tưới đều lên toàn bộ bề mặt
bể, hệ thống thu và dẫn nước sau khi lọc, hệ thống phân phối khí cho bể lọc.
Quá trình oxy hóa chất thải trong bể lọc sinh học diễn ra giống như trên cánh
đồng lọc nhưng với cường độ lớn hơn nhiều. Màng vi sinh vật đã sử dụng và xác vi
sinh vật chết theo nước trôi khỏi bể được tách khỏi nước thải ở bể lắng đợt 2. Để đảm
bảo quá trình oxy hoá sinh hóa diễn ra ổn định, oxy được cấp cho bể lọc bằng các biện
pháp thông gió tự nhiên hoặc thông gió nhân tạo. Vật liệu lọc của bể lọc sinh học có
thể là nhựa Plastic, xỉ vòng gốm, đá Granit……
Bể lọc sinh học nhỏ giọt
Bể có dạng hình vuông, hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng, bể lọc sinh
học nhỏ giọt làm việc theo nguyên tắc sau :
Nước thải sau bể lắng đợt 1 được đưa về thiết bị phân phối, theo chu kỳ tưới đều nước
trên toàn bộ bề mặt bể lọc. Nước thải sau khi lọc chảy vào hệ thống thu nước và được
dẫn ra khỏi bể. Oxy cấp cho bể chủ yếu qua hệ thống lỗ xung quanh thành bể.
Vật liệu lọc của bể sinh học nhỏ giọt thường là các hạt cuội, đá … đường kính
trung bình 20 – 30 mm. Tải trọng nước thải của bể thấp (0,5 – 1,5 m3/m3 vật liệu lọc
/ngàyđêm). Chiều cao lớp vật liệu lọc là 1.5 – 2m. Hiệu quả xử lý nước thải theo tiêu
15
