thiết kế hệ thống xử lý nước thải công nghiệp giết mổ gia súc, công suất 900m3 ngày đêm
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.02 MB, 107 trang )
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................... 4
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................... 5
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT................................................................................. 6
ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................................ 7
CHƢƠNG 1.GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC8
1.1. HIỆN TRẠNG NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC Ở THÀNH PHỐ HỒ
CHÍ MINH: ................................................................................................................................. 8
1.2. QUY TRÌNH GIẾT MỔ GIA SÚC TẠI CÁC CƠ SỞ ..................................................... 9
1.3. THỰC TRẠNG MÔI TRƢỜNG TỪ NGÀNH GIẾT MỔ GIA SÚC ........................... 11
1.3.1. Chất thải rắn ................................................................................................................ 11
1.3.2. Khí thải ........................................................................................................................ 12
1.3.3. Nƣớc thải ..................................................................................................................... 12
1.4. NGUỒN GỐC VÀ TÍNH CHẤT NƢỚC THẢI ............................................................. 13
1.4.1. Phân tích nguồn gốc phát sinh chất thải.................................................................... 13
1.4.2. Tính chất nƣớc thải..................................................................................................... 15
CHƢƠNG 2.TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI
CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC....................................................................17
2.1. XỬ LÝ CƠ HỌC ............................................................................................................... 17
2.1.1. Song chắn rác hoặc thiết bị nghiền rác...................................................................... 17
2.1.2. Bể lắng cát................................................................................................................... 18
2.1.3. Bể điều hòa. ................................................................................................................ 18
2.1.4. Bể lắng ........................................................................................................................ 19
2.2. CÁC PHƢƠNG PHÁP HOÁ LÝ ..................................................................................... 19
2.2.1. Keo tụ .......................................................................................................................... 19
2.2.2. Tuyển nổi .................................................................................................................... 20
2.2.3. Hấp phụ ....................................................................................................................... 20
2.2.4. Trao đổi ion ................................................................................................................. 21
2.3. CÁC PHƢƠNG PHÁP HÓA HỌC .................................................................................. 22
2.3.1. Phƣơng pháp trung hòa .............................................................................................. 22
2.3.2. Phƣơng pháp oxy hóa – khử ...................................................................................... 22
2.3.3. Kết tủa hóa học ........................................................................................................... 22
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 1
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
2.4. PHƢƠNG PHÁP SINH HỌC ........................................................................................... 23
2.4.1. Phƣơng pháp sinh học nhân tạo................................................................................. 23
2.4.2. Phƣơng pháp sinh học tự nhiên ................................................................................. 28
2.5. CÔNG TRÌNH XỬ LÝ CẶN NƢỚC THẢI. .................................................................. 31
2.5.1. Bể tự hoại. ................................................................................................................... 31
2.5.2. Bể lắng hai vỏ. ............................................................................................................ 31
2.5.3. Bể mêtan. .................................................................................................................... 31
2.5.4. Phƣơng pháp làm khô cặn.......................................................................................... 31
2.6. PHƢƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG NƢỚC THẢI.............................................................. 32
CHƢƠNG 3.ĐỀ XUẤT, LỰA CHỌN, TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
NƢỚC THẢI GIẾT MỔ GIA SÚC........................................................................... 33
3.1. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG TỚI LỰA CHỌN QUY TRÌNH XỬ LÝ NƢỚC THẢI:
.................................................................................................................................................... 33
3.2. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH XỬ LÝ NƢỚC THẢI GIẾT MỔ: ............................................... 35
3.2.1. Công nghệ 1: ............................................................................................................... 35
3.2.2. Thuyết minh công nghệ: ............................................................................................ 35
3.2.3. Công nghệ 2: ............................................................................................................... 37
3.2.4. Thuyết minh công nghệ: ............................................................................................ 37
3.3. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƢỚC THẢI ............................................ 41
3.3.1. Tính chất nƣớc thải đầu vào và tiêu chuẩn đầu ra: ................................................... 41
3.3.2. Song chắn rác :............................................................................................................ 42
3.3.3. Hầm tiếp nhận:............................................................................................................ 45
3.3.4. Bể tuyên nổi: ............................................................................................................... 47
3.3.5. Bể điều hòa ................................................................................................................. 51
3.3.6. Bể kị khí UASB .......................................................................................................... 53
3.3.7. Bể Aerotank: ............................................................................................................... 65
3.3.8. Bể lắng đợt II: ............................................................................................................. 76
3.3.9. Bể khử trùng: .............................................................................................................. 80
3.3.10. Bể nén bùn: ............................................................................................................... 82
3.3.11. Bể chứa bùn: ............................................................................................................. 86
3.3.12. Máy lọc ép dây đai: .................................................................................................. 87
CHƢƠNG 4.DỰ TOÁN CHI PHÍ............................................................................89
4.1. CHI PHÍ XÂY DỰNG - THIẾT BỊ.................................................................................. 89
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 2
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
4.2. CHI PHÍ VẬN HÀNH: ..................................................................................................... 91
4.2.1. Nhân viên vận hành :.................................................................................................. 91
4.2.2. Hóa chất ...................................................................................................................... 91
4.2.3. Điện năng .................................................................................................................... 92
4.2.4. Chi phí xử lý nƣớc thải: ............................................................................................. 92
CHƢƠNG 5.VẬN HÀNH-QUẢN LÝ TRẠM XỬ LÝ NƢỚC THẢI....................93
5.1. VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI .......................................................... 93
5.1.1. Giai đoạn khởi động ................................................................................................... 93
5.1.2. Giai đoạn vận hành..................................................................................................... 94
5.1.3. Nguyên nhân và biện pháp khắc phục sự cố trong vận hành hệ thống xử lý ......... 95
5.2. QUẢN LÝ TRẠM XỬ LÝ ............................................................................................... 96
5.2.1. Tổ chức quản lý .......................................................................................................... 96
5.2.2. Kỹ thuật an toàn.......................................................................................................... 96
5.2.3. Bảo trì .......................................................................................................................... 96
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.....................................................................................98
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................99
PHỤ LỤC ĐÍNH KÈM
QCVN 40:2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nƣớc thải công nghiệp.
Các bản vẽ thiết kế.
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 3
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Danh sách cơ sở giết mổ gia súc trên địa bàn Thành phố ........................ 9
Bảng 1.2: Tóm tắt nguồn thải và nguyên nhân phát sinh chất thải .......................... 14
Bảng 1.3: Đặc điểm dòng thải ................................................................................ 14
Bảng 1.4: Tính chất hóa lý của nƣớc thải nhà máy giết mổ gia súc ........................ 16
Bảng 3.1: Thông số đầu vào và đầu ra ................................................................... 33
Bảng 3.2: So sánh ƣu nhƣợc điểm của 2 phƣơng án: .............................................. 39
Bảng 3.3: Hiệu suất xử lý qua từng công trình ....................................................... 40
Bảng 3.4: Các thông số lƣu lƣợng dùng trong thiết kế ........................................... 42
Bảng 3.5: Thông số tính toán song chắn rác làm sạch cơ giới ................................ 42
Bảng 3.6: Các thông số thiết kế và kích thƣớc song chắn rác ................................. 45
Bảng 3.7: Tóm tắt thiết kế và tính toán của hầm tiếp nhận. .................................... 47
Bảng 3.8: Các thông số thiết kế bể tuyển nổi ......................................................... 50
Bảng 3.9: Các thông số thiết kế bể điều hòa........................................................... 52
Bảng 3.10: Các thông số thiết kế: .......................................................................... 53
Bảng 3.11: Đƣờng ống dẫn nƣớc ........................................................................... 60
Bảng 3.12:Thông số thiết kế và tính toán bể kị khí UASB ..................................... 65
Bảng 3.13: Tóm tắt thiết kế và tính toán bể Aerotank ............................................ 75
Bảng 3.14: Thông số thiết kế và tính toán bể khử trùng: ........................................ 82
Bảng 3.15:Thông số tính toán và thiết kế bể nén bùn: ............................................ 86
Bảng 4.1: Chi phí đầu tƣ xây dựng ........................................................................ 89
Bảng 4.2: Chi phí đầu tƣ thiết bị ............................................................................ 90
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 4
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Quy trình giết mổ heo. ........................................................................... 10
Hình 2.1. Bể Aerotank thông thƣờng. ................................................................... 26
Hình 2.2. Bể Aerotank khuấy trộn hoàn toàn. ...................................................... 26
Hình 2.3. Mối quan hệ cộng sinh giữa tảo và vi sinh vật trong hồ hiếu khí. ........... 29
Hình 2.4. Sơ đồ hồ hiếu khí tùy tiện. ..................................................................... 30
Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ 1. ................................................................................ 35
Hình 3.2: Sơ đồ công nghệ 2. ................................................................................ 37
Hình 3.3: Kích thƣớc mƣơng đặt song chắn rác. ................................................... 44
Hình 3.5: Sơ đồ thiết kế bể UASB. ....................................................................... 53
Hình 3.6.Tấm hƣớng dòng và tấm chắn khí. ......................................................... 56
Hình 3.7: Tấm chắn khí. ....................................................................................... 57
Hình 3.8: Sơ đồ tấm hƣớng dòng. ......................................................................... 57
Hình 3.9. Máng răng cƣa ...................................................................................... 63
Hình 3.10 : Sơ đồ làm việc của bể Aerotank và bể lắng 2. .................................... 67
Hình 311. Sơ đồ bùn tuần hoàn bể Aerotank và lắng 2. ......................................... 70
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 5
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BOD
:
Nồng độ oxy sinh hóa
TCVN
:
Tiêu chuẩn Việt Nam
TSS
:
Tổng chất rắn lơ lửng
MLSS
:
Nồng độ chất rắn lơ lửng trong bùn hoạt tính
F/M
:
Tỷ lệ lƣợng thức ăn trên một đơn vị vi sinh vật
BTNMT
:
Bộ Tài Nguyên và Môi Trƣờng
SVI
:
Chỉ số thể tích bùn
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 6
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
ĐẶT VẤN ĐỀ
Việt Nam trong những năm gần đây, cuộc sống ngày càng hiện đại, mức sống ngày
một tăng cao, những nhu cầu thiết yếu của ngƣời dân ngày càng đƣợc quan tâm. Bữa
ăn hàng ngày đƣợc nâng cao rõ rệt, nguồn thực phẩm chủ yếu cung cấp cho cộng đồng
là động vật, đặc biệt là gia súc, gia cầm, các sản phẩm chế biến sẵn từ gia súc.
Trƣớc nhu cầu đòi hỏi của xã hội, nhiều lò mổ vừa và nhỏ mới phát sinh mà vấn đề
môi trƣờng không đƣợc kiểm soát và quản lý đúng đắn đã gây ô nhiễm nghiêm trọng
cho các thành phần môi trƣờng không khí, đất, nƣớc và vệ sinh an toàn thực phẩm. Do
đó các lò mổ cần đƣợc quản lý và giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng từ đầu nếu không
hậu quả gây ô nhiễmcủa các lò giết mổ là vô cùng to lớn, việc xử lý tốn kém, phức tạp
và lâu dài.
Việc khuyến khích, hỗ trợ các cơ sở giết mổ xây dựng một hệ thống xử lý nƣớc thải
trƣớc khi đổ vào nguồn tiếp nhận bằng cách thiết kế, tính toán hệ thống vừa xử lý nƣớc
thải đạt tiêu chuẩn, vừa tiết kiệm, hiệu quả, phù hợp với điều kiện của lò mổ là hết sức
cần thiết.
Tính cấp thiết của đề tài.
Với thực trạng ô nhiễm nguồn nƣớc do nƣớc thải ngành công nghiệp giết mổ gia súc
nhƣ hiện nay thì việc nghiên cứu, tính toán hệ thống xử lý nƣớc thải cho ngành này
trƣớc khi đổ ra môi trƣờng để đảm bảo đạt chuẩn là hết sức cần thiết.
Mục đích
Với thực trạng ô nhiễm nƣớc thải do ngành giết mổ gia súc nhƣ vậy, đề tài này đƣợc
thực hiện nhằm mục đích thiết kế và tính toán công nghệ xử lý nƣớc thải lò mổ phù
hợp và hiệu quả nhất.
Ý nghĩa của đồ án
Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành công nghiệp giết mổ gia súc ngoài việc
giải quyết vần đề ô nhiễm môi trƣờng do nƣớc thải gây ra còn đảm bảo vệ sinh, đảm
bảo nguồn thực phẩm không bị nhiễm bẩm trong quá trình giết mổ
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 7
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
CHƢƠNG 1.
GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ
GIA SÚC
1.1. HIỆN TRẠNG NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC Ở
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH:
Tình hình giết mổ gia súc trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh đƣợc tổng hợp từ các
số liệu thống kê do Chi cục Thú y Thành phố Hồ Chí Minh cung cấp.
Thành phố với dân số hơn 10 triệu ngƣời, nhu cầu tiêu thụ thịt và các sản phẩm từ thịt
là rất lớn, dự báo khoảng 615.000 tấn thịt/năm. Trong khi đó, sản lƣợng thịt gia súc,
gia cầm và sản phẩm chế biến tiêu thụ khoảng 493.000 tấn/năm. Trung bình trong mỗi
năm, một ngƣời dân tiêu thụ 23,66 kg thịt lợn, 9,05 kg thịt bò, 8,01 kg thịt gia cầm
tƣơi sống. Thành phố có 21 cơ sở giết mổ gia súc, gia cầm tập trung, với công suất
bình quân hàng đêm khoảng 7.555 con heo, 82.000 con gà và 25 con trâu, bò. Tuy
nhiên, các cơ sở giết mổ thủ công hiện hữu còn tồn tại nhƣng chƣa đƣợc đầu tƣ nâng
cấp, nên việc tuân thủ các quy định về giảm thiểu mùi hôi, tiếng ồn, công tác vệ sinh
thú y, vệ sinh an toàn thực phẩm còn nhiều hạn chế, gây khó khăn trong quản lý.
Các cơ sở giết mổ gia súc hầu hết không đủ tiêu chuẩn vệ sinh, không có hệ thống thu
gom và xử lý nƣớc thải. Phân thải tại các khu chuồng và các phế thải chảy ra rãnh
công cộng, gây ô nhiễm môi trƣờng, làm lây lan dịch bệnh ,nguồn nƣớc xung quanh bị
nhiễm phân. Ảnh hƣởng rất lớn tới ngƣời dân xung quanh .
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 8
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
Bảng 1.1: Danh sách cơ sở giết mổ gia súc _gia cầm trên địa bàn Thành phố tính
đến thời điểm 01.01.2017
STT
Cơ sở giết mổ
Địa chỉ
Q/ Huyện
Loại GSGC giết
mổ
An Nhơn Tây
C9/32, ấp 3, xã Bình Chánh
Bình Chánh
Heo
272 Trần Đại Nghĩa, khu phố 1, P.
Bình Tân
Heo
Tân Tạo
344 Nơ Trang Long, P.13
Bình Thạnh Ngƣng hoạt động
Ấp Hƣng Thạnh, Thị trấn Cần
Cần Giờ
Heo
Thạnh
Ấp Bình Lợi, X. Bình Khánh
Cần Giờ
Heo
Quốc lộ 22, ấp Chợ, X. Tân Phú
Củ Chi
Bò, Heo
Trung
Tổ 7, ấp Chợ cũ 2, X. An Nhơn Tây
Củ Chi
Ngƣng hoạt động
An Phú
Ấp Phú Bình, X. An Phú
Củ Chi
Ngƣng hoạt động
6 Hòa Phú
Tổ 1, ấp 2A, X. Hòa Phú
Củ Chi
Heo
7 Phú Hòa Đông
Ấp Chợ, X. Phú Hòa Đông
Củ Chi
Heo
Ấp Phƣớc Hƣng, X. Phƣớc Thạnh
Củ Chi
Ngƣng hoạt động
8 Tân Phú Trung
282/A2 ấp Đình, X. Tân Phú Trung
Củ Chi
Heo
9 Tân Thạnh Đông
Ấp 11, X. Tân Thạnh Đông
Củ Chi
Heo
10 An Nhơn
Xuân Thới Sơn
139/1558 Lê Đức Thọ
Ấp 1, X. Xuân Thới Sơn
15B Lê Văn Lƣơng, ấp 5, X. Phƣớc
Kiểng
22A/2, khu phố 4, Thị trấn Nhà Bè
Gò Vấp
Hóc Môn
Gà
Ngƣng hoạt động
Nhà Bè
Heo
Nhà Bè
Heo
Quận 7
Quận 8
Heo
Ngƣng hoạt động
Thủ Đức
Ngƣng hoạt động
Bình Thạnh
Bò, Heo
1 Bình Chánh
Trung tâm Bình
2
Tân
Nam Phong
3 Cần Thạnh
4 Thái Tuấn
5 An Hạ - Xuyên Á
Phƣớc Thạnh
11 Phƣớc Kiểng
12 Thị trấn Nhà Bè
13 Tân Thuận Đông Khu phố 2, P. Tân Thuận Đông
213 Bến Bình Đông 213 Bến Bình Đông
10/1C ấp Bình Triệu, P. Hiệp Bình
Hiệp Bình Chánh
Chánh
14 Vissan
420 Nơ Trang Long, P.13
(Nguồn: Chi cục Thú y TP.HCM, tháng 01 năm 2017)
1.2. QUY TRÌNH GIẾT MỔ GIA SÚC TẠI CÁC CƠ SỞ
Kỹ thuật giết mổ ở các lò mổ khác nhau là rất khác nhau tùy theo công suất và điều
kiện kỹ thuật, ở một cơ sở quy mô lớn và hiện đại thì những công việc nặng nhọc đƣợc
thực hiện bằng máy móc nhƣ máy làm ruột, máy xẻ thịt tự động và các máy móc tƣơng
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 9
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
tự. Kỹ thuật của các cơ sở hiện đại giúp thu gom lòng ruột và chất thải suốt quy trình
giết mổ.
Dây chuyền giết mổ heo
Nƣớc
Chuồng
nhốt
Nƣớc thải chứa phân
và nƣớc tiểu. Phân và
thức ăn thừa
Làm
choáng
Nƣớc thải
Chọc
huyết
Huyết rơi vãi
Trụng
nƣớc sôi
Nƣớc thải từ chảo
trụng
Cạo lông
Nƣớc thải xịt rửa khi
cạo lông, Lông rơi vãi
Mổ
Nƣớc thải chứa huyết
Chẻ thịt
Nƣớc thải
Làm lòng
Nƣớc thải chứa phân
Phn
Thành
phẩm
Hình 1.1. Quy trình giết mổ heo.
Trại tiếp nhận: Theo quy định, gia súc phải đƣợc nhốt trong khoảng thời gia từ 9 - 12
giờ để giảm căng thẳng, chống suy kiệt và loại bỏ vi trùng ra khỏi ruột trƣờng khi giết
mổ. Tuy nhiên trong thực tế hầu hết heo chỉ đƣợc nhập về vào khoảng 5 - 6 giờ chiều,
có nơi đến 9 giờ tối heo mới đƣợc nhập về và 12 giờ đêm đã giết mổ, nhƣ vậy khoảng
thời gian thực sự heo đƣợc nghỉ ngơi trƣớc khi giết mổ chỉ đƣợc 3 - 6 giờ và khu tồn
trữ thực tế tại các cơ sở rất chật chội, heo luôn trong tình trạng chèn ép, chà đạp lên
nhau.
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 10
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
Làm ngất: Tại các cơ sở giết mổ, heo đƣợc làm ngất bằng hình thức chích điện, đƣợc
thực hiện theo 2 kiểu:
Kẹp điện: Sử dụng điện một chiều
Dí điện: sử dụng điện xoay chiều, kẹp đầu dây điện vào tai heo, sau đó bật cầu
giao điện, kiểu dí điện heo chết nhanh hơn so với kẹp điện nhƣng công nhân
phải tốn sức nhiều hơn kiểu kẹp điện.
Ngoài ra còn có một kiểu khác làm heo yếu sức trƣớc khi chọc tiết mà không
dùng điện đó là dùng búa tạ đập đầu heo.
Cắt tiết: Động mạch và tĩnh mạch cổ bị cắt để máu chảy ra hết và làm mềm các cơn
thịt để cạo lông đƣợc dễ dàng.
Nhúng nóng và cạo lông: Sau khi đƣợc cắt tiết xong, heo đƣợc nhúng vào bể nƣớc
nóng khoảng 60oC khoảng 4 đến 5 phút rồi cạo lông. Việc cạo lông đƣợc tiến hành
bằng máy có trục xoay tròn sau đó đƣợc kéo lên dây chuyền, việc cạo các lông còn sót
lại đƣợc thực hiện bằng tay.
Moi ruột: Đầu heo đƣợc cắt riêng và bụng đƣợc mổ để lấy nội tạng và đƣợc chuyển đi
để tách phần dùng đựơc và không dùng đƣợc. Ruột đƣợc làm sạch để làm lạp xƣởng .
Cắt xẻ: Phần thân heo sau khi làm sạch và cắt gọn sẽ đƣợc xẻ đều làm hai phần mỗi
phần lại đƣợc làm sạch một lần nữa và đƣợc kiểm tra chất lƣợng trƣớc khi giao đi qua
các công đoạn khác.
1.3. THỰC TRẠNG MÔI TRƢỜNG TỪ NGÀNH GIẾT MỔ GIA SÚC
Các vấn đề về môi trƣờng của các lò mổ chủ yếu liên quan đến các chất thải vào nƣớc.
Các vấn đề khác do việc thải ra các mùi khó chịu, tiếng ồn, chất thải và các phủ tạng
của gia súc.
1.3.1. Chất thải rắn
Chất thải rắn sinh ra trong quá trình chế biến tồn tại dƣới dạng vụn thừa: tạp chất, đầu
mẫu thừa, lông và phân heo... Trong quá trình giết mổ chất thải rắn hầu nhƣ không
đƣợc thu gom, công nhân thƣờng xịt nƣớc thật nhiều cho chúng trôi vào các hố gas
hoặc đƣờng ống, sau đó đƣợc lấy lên cùng với cặn và bùn lắng. Đây là công đoạn sử
dụng rất nhiều nƣớc vì phải xịt nƣớc với áp lực rất mạnh thì lông, phân mới có thể trôi
đi đƣợc. Chính vì vậy không những làm tắc nghẽn đƣờng ống thoát mà còn làm tăng
lƣợng nƣớc thải ra môi trƣờng, ngoài ra phần chất trải rắn nếu không đƣợc thu gom
làm phân bón thì sẽ đƣợc thải trực tiếp ra môi trƣờng, đây sẽ là một trong những tác
nhân gây ô nhiễm môi trƣờng và lây truyền dịch bệnh
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 11
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
1.3.2. Khí thải
Vấn đề nảy sinh chủ yếu là các mùi khó chịu từ các chuồng gia súc, phân, lòng ruột và
từ hệ thống xử lý nƣớc thải. Thêm vào đó là các chất thải từ trạm năng lƣợng, thông
khí, rò rỉ chất làm lạnh (ví dụ nhƣ CFC, amoniac) từ các thiết bị lạnh và khí xả từ các
phƣơng tiện vận tải.
Khí thải sinh ra từ các lò đốt (lò đốt dầu của lò hơi), máy phát điện có chứa các chất
gây ô nhiễm nhƣ: NO2, SO2, bụi với mức độ ô nhiễm dao động theo thời gian và mức
độ vận hành theo lò hơi. Tuy vậy, các chất ô nhiễm này đều có nồng độ nhỏ hơn tiêu
chuẩn cho phép (QCVN 40:2011). Trong ngành công nghiệp giết mổ gia súc, các chất
gây ô nhiễm không khí khá đặc trƣng 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, máu,…) của các
vi khuẩn và NH3 sinh ra từ mùi nguyên liệu hoặc do sự thất thoát từ các máy nén khí
của các thiết bị đông lạnh. Các khí này có đặc điểm không phát tán đi xa nên mức độ ô
nhiễm chỉ giới hạn trong khu vực phát sinh chúng. Nhìn chung, các chất gây ô nhiễm
không khí của ngành giết mổ là khá đa dạng nhƣng ở mức độ nhẹ và có thể khắc phục.
1.3.3. Nước thải
Nƣớc thải thƣờng bị ô nhiễm nặng do các thành phần hữu cơ nhƣ máu, mỡ, protein
cũng nhƣ Nitơ, phospho, các chất tẩy rửa và chất bảo quản phát sinh từ tất cả các công
đoạn từ nƣớc rửa chuồng trại, nƣớc nóng cạo lông, nƣớc mổ có lẫn máu, nƣớc làm
lòng. Trong đó công đoạn cạo lông, mổ thịt, làm lòng phát sinh nhiều nƣớc thải nhất.
Nƣớc thải từ các lò mổ chứa một lƣợng lớn các thành phần hữu cơ và Nitơ, cũng nhƣ
phần còn lại của các chất tẩy rửa. ở những nơi giết mổ cả trâu bò và lợn thì lƣợng nƣớc
thải nhiều hơn và tỷ lệ chất gây ô nhiễm/tấn thịt giết mổ cao hơn những nơi chỉ giết
mổ lợn. Nồng độ cao các chất gây ô nhiễm trong nƣớc thải thƣờng có nguồn gốc từ
khâu làm lòng và xử lý chất thải máu. Trong máu chứa nhiều chất hữu cơ và có hàm
lƣợng Nitơ rất cao. Vì máu chiếm 6% trọng lƣợng của động vật sống nên phƣơng pháp
xử lý và loại bỏ máu có ý nghĩa rất quan trọng đối với lƣợng chất gây ô nhiễm đƣợc
tạo ra. Ở những lò mổ có khâu xử lý da, thƣờng có nƣớc muối trộn lẫn với máu đổ vào
hệ thống nƣớc thải. Chúng gây khó khăn cho nhà máy xử lý nƣớc thải địa phƣơng.
Khu làm lòng là một bộ phận của lò mổ và từ đó đã phát sinh ra một lƣợng lớn nƣớc
thải bị ô nhiễm. Có 3 cách khác nhau để xử lý lòng ruột: nạo ruột ƣớt, nạo ruột khô
hoặc không nạo ruột. Những chất chứa bên trong lòng ruột chiếm khoảng 16% trọng
lƣợng sống của trâu bò và khoảng 6% trọng lƣợng sống của lợn. Nó khoảng 70 kg
/trâu bò và 6kg/lợn. Chỉ riêng chất chứa trong dạ dầy bò nặng 30kg. Nhƣ đã nói ở trên,
khâu làm lòng ruột đã góp một lƣợng lớn chất ô nhiễm vào nƣớc thải. Ðiều này càng
đặc biệt đúng nếu đổ thẳng các thứ chứa trong lòng ruột vào nƣớc thải. Ngay cả nếu
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 12
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
các thứ này đƣợc thu hồi lại thì nƣớc thải vẫn bị ô nhiễm nghiêm trọng, bởi vì thịt
dùng làm thực phẩm phải đƣợc rửa sạch. Các chất gây ô nhiễm trong nƣớc gồm có các
chất hữu cơ không tan và các chất tạo nên nhũ tƣơng, các chất này không thể tách
đƣợc bằng cách lọc hoặc lắng cặn.
Nƣớc sôi dội khi cạo lông lợn cũng chứa một lƣợng chất gây ô nhiễm lớn. Phân và
nƣớc thải của gia súc đƣợc tạo ra trên các phƣơng tiện vận tải và trong chuồng nhốt.
Nói chung, nƣớc thải bị ô nhiễm đƣợc tạo ra trong suốt quá trình sản xuất liên quan
đến khâu vệ sinh và rửa.
Dòng nƣớc thải và lƣợng các chất gây ô nhiễm trong vòng 24h dao động rất nhiều và
do đó gây khó khăn cho hoạt động của nhà máy xử lý nƣớc thải. Giá trị pH của nƣớc
thải cũng rất dao động.
1.4. NGUỒN GỐC VÀ TÍNH CHẤT NƢỚC THẢI
1.4.1. Phân tích nguồn gốc phát sinh chất thải.
Giai đoạn vận chuyển và chuồng nhốt: nƣớc thải gồm nƣớc vệ sinh phƣơng tiện,
chuồng trại cuốn theo nƣớc tiểu và phân gia súc
Giai đoạn làm choáng và chọc huyết: giai đoạn này có hai loại chất thải phát sinh
Nƣớc thải gồm: nƣớc tắm gia súc trƣớc khi chích điện và nƣớc rửa gia súc trƣớc khi
cạo lông.
Huyết rơi vãi do chọc huyết gia súc trong tƣ thế nằm ngang nên lƣợng huyết còn ứ lại
nhiều và tiếp tục rơi vãi trong suốt quá trình trụng sôi, cạo lông, đây là nguyên nhân
chính làm nƣớc thải của các lò mổ có tải lƣợng ô nhiễm chất hữu cơ rất cao.
Giai đoạn trụng nƣớc sôi và cạo lông:
Nƣớc thải từ chảo trụng và nƣớc thải do xịt rửa gia súc trong khi cạo lông.
Lông.
Giai đoạn mổ và xẻ thịt: nƣớc thải chứa nhiều huyết tƣơi và huyết ứ.
Giai đoạn làm lòng:
Nƣớc thải khi rửa lòng có chứa nhiều phân .
Phân
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 13
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
Bảng 1.2: Tóm tắt nguồn thải và nguyên nhân phát sinh chất thải
Stt
Nguồn thải
Chất thải
01
Chuồng nhốt
Chất thải rắn Phân gia súc , thức ăn thừa ..
Nƣớc thải
Nguyên nhân phát sinh chất thải
Nƣớc tiểu và nƣớc vệ sinh chuồng trại .
02
Làm choáng Chất thải rắn Nƣớc tắm gia súc trƣớc khi chích điện và nƣớc rửa
gia súc trƣớc khi cạo lông
và
chọc Nƣớc thải
huyết
Huyết rơi vãi trong khi chọc huyết
03
Trụng nƣớc Nƣớc thải
sôi và cạo Lông
lông
Nƣớc thải từ chảo trụng và nƣớc thải do xịt rửa gia
súc trong khi cạo lông
Mổ và chẻ Nƣớc thải
thịt
Huyểt ứ
Nƣớc thải chứa nhiều huyết do rửa thịt trong khi mổ
Nƣớc thải
Nƣớc thải khi thực hiện rửa lòng có chứa nhiều phân
Phân
Phân từ ruột heo
04
05
Làm lòng
Lông
Huyết ứ trong bụng heo do khi chọc huyết không ra
hết
Bảng 1.3: Đ c điểm d ng thải
Dòng thải
Đ c điểm dòng thải
Huyết ứ
Thành phần chất hữu cơ cao, làm gia tăng mức độ ô nhiễm trong nƣớc thải
Phân
Thành phần chất hữu cơ và hàm lƣợng vi sinh cao, làm gia tăng mức độ ô
nhiễm trong nƣớc thải
Lông
Gây ô nhiễm môi trƣờng, tắt nghẽn đƣờng cống thoát nƣớc nếu không đƣợc
thu gom
Nƣớc thải
Nồng độ chất hữu cơ, chất dinh dƣỡng và vi sinh cao gây ô nhiễm môi
trƣờng khi thải trực tiếp ra ngoài .
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 14
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
1.4.2. Tính chất nước thải
Tác động nghiêm trọng nhất từ cơ sở giết mổ gia súc là nƣớc thải. Nƣớc thải phát sinh
tại cơ sở giết mổ gia súc thƣờng bị nhiễm bẩn nặng bởi huyết, mỡ, protein, nitơ,
phospho, các chất tẩy rửa, các chất bảo quản. Nƣớc thải của các cơ sở giết mổ có nồng
độ chất rắn cao, BOD và COD khá cao và luôn luôn chứa một lƣợng lớn các chất hữu
cơ bao gồm các hợp chất của cacbon, nitơ, photpho.
Các hợp chất hữu cơ này làm tăng độ phì của nƣớc đồng thời dễ bị phân hủy bởi các vi
sinh vật, gây mùi hôi thối. Nồng độ các chât gây ô nhiễm cao trong nƣớc thải thƣờng
có nguồn gốc từ chất thải là huyết và từ khâu làm lòng. Trong huyết chứa nhiều chất
hữu cơ và có hàm lƣợng Nitơ rất cao, vì huyết chiếm khoảng 6% trọng lƣợng của động
vật sống nên phƣơng pháp xử lý và loại bỏ huyết có ý nghĩa rất quan trọng. Những
chất trong lòng ruột chiếm khoản 16% trọng lƣợng sống của trâu bò và 6% trọng
lƣợng sống của heo, vì vậy khâu làm lòng là khâu đặc biệt quan trọng góp một lƣợng
lớn chất ô nhiễm vào nƣớc thải.
Theo tiêu chuẩn của EU, trung bình mỗi con heo giết mổ cần khoảng 3 m3 nƣớc; ở
Việt nam, thì mỗi con heo giết mổ cần khoảng 1 m3 nƣớc. Lƣợng nƣớc dùng để giết
mổ có ý nghĩa rất quan trọng đối với việc xử lý nƣớc thải vì nó liên quan đến lƣu
lƣợng thải ra của nhà máy .
Ngoài ra còn có nƣớc thải từ quá trình vệ sinh thiết bị và quá trình sinh hoạt của công
nhân trong lò mổ.
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 15
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
Bảng 1.4: Tính chất hóa lý của nƣớc thải nhà máy giết mổ gia súc
STT
Thông số
Hàm lƣợng chất ô nhiễm
1
pH
6,5 – 8,5
2
Chất rắn qua lọc (mg/l)
160 – 580
3
BOD5 (mg/l)
1500 – 7400
4
COD5 (mg/l)
2400 – 9600
5
Chất béo (mg/l)
115 – 300
6
TKN (mg/l)
75 - 150
7
Photpho tổng số (mg/l)
16 – 53
Nguồn:WWW.ctu.edu.vn _ Lê Hoàng Việt _ Xử lý nước thải giết mổ gia súc tập trung
bằng đĩa quay sinh học_ Đại học Cần Thơ.
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 16
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC
THẢI CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC.
Nƣớc thải công nghiệp giết mổ gia súc là một trong những loại nƣớc thải ô nhiễm
nghiêm trọng và tác động mạnh đến môi trƣờng. Do đó việc xử lý nhằm giảm thiểu các
chất ô nhiễm có trong nƣớc thải là việc cần phải quan tâm. Hiện nay, nhiều phƣơng
pháp xử lý nƣớc thải giết mổ khác nhau đã đƣợc áp dụng tại Việt Nam và các nƣớc
trên thế giới.
Mỗi phƣơng pháp chỉ đạt hiệu quả nhất định đối với một vài chất ô nhiễm tƣơng ứng,
do vậy phải kết hợp nhiều phƣơng pháp khác nhau. Công nghệ xử lý nƣớc thải ngành
giết mổ thƣờng áp dụng các quá trình xử lý cơ học, hoá lý và sinh học nhằm loại bỏ
các chất ô nhiễm nhƣ: chất rắn lơ lửng, dầu mỡ, COD, … Việc phối hợp nhiều phƣơng
pháp hay đƣa ra công nghệ xử lí phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố:
Thành phần, tính chất nƣớc thải.
Mức độ xử lý, nguồn tiếp nhận.
Chi phí đầu tƣ cho công nghệ, chí phí vận hành.
Diện tích mặt bằng để xây dựng.
Một số phƣơng pháp đang đƣợc áp dụng hiện nay:
Công nghệ của một trạm xử lý nƣớc thải hoàn chỉnh có thể chia ra làm 6 khối: cơ học,
hóa lý, hóa học, sinh học, cặn, khử trùng.
Chỉ trong trƣờng hợp trạm xử lý qui mô lớn và yêu cầu vệ sinh cao thì ta mới áp dụng
đầy đủ các công đoạn của một trạm xử lý. Đối với trƣờng hợp cho phép giảm mức độ
xử lý hoặc trạm có công suất nhỏ thì công nghệ xử lý sẽ đơn giản hơn.
2.1. XỬ LÝ CƠ HỌC
Xử lý cơ học nhằm mục đích
Tách các chất không hòa tan, những vật chất lơ lửng có kích thƣớc lớn (rác, nhựa, dầu
mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi…) ra khỏi nƣớc thải.
Loại bỏ cặn nặng nhƣ sỏi, cát, mảnh kim loại, thuỷ tinh.v.v…
Điều hoà lƣu lƣợng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nƣớc thải.
Xử lý cơ học là giai đoạn chuẩn bị và tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý
hoá lý và sinh học .
2.1.1. Song chắn rác hoặc thiết bị nghiền rác
Nƣớc thải dẫn vào hệ thống xử lý nƣớc trƣớc hết phải qua song chắn rác hoặc thiết bị
nghiền rác. Tại đây, các thành phần rác có kích thƣớc lớn nhƣ: vải vụn, vỏ đồ hộp, lá
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 17
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
cây, bao nilông, đá cuội,… đƣợc giữ lại. Nhờ đó tránh làm tắt bơm, đƣờng ống hoặc
kênh dẫn. Đây là bƣớc quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận
lợi cho cả hệ thống xử lý nƣớc thải.
Song chắn rác thƣờng đƣợc làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn. Tùy theo kích
thƣớc khe hở, song chắn rác đƣợc phân thành loại thô, trung bình và mịn. Song chắn
rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 – 100 mm và song chắn rác mịn có
khoảng cách giữa các thanh từ 10 – 25 mm. Rác có thể lấy bằng phƣơng pháp thủ công
hoặc thiết bị cào rác cơ khí.
Thiết bị nghiền rác có thể thay thế song chắn rác, đƣợc dùng để nghiền, cắt vụn rác ra
các mảnh nhỏ hơn và có kích thƣớc đều hơn, không cần tách rác ra khỏi dòng chảy.
Rác vụn này đƣợc giữ lại ở công trình phía sau nhƣ bể lắng cát, bể lắng đợt 1. Thiết bị
này có bất lợi khi rác nghiền chủ yếu là vải vụn vì có thể gây nguy hại đến cánh khuấy,
tắc nghẽn ống dẫn bùn, hoặc dính chặt trên các ống khuếch tán khí trong xử lý sinh
học.
2.1.2. Bể lắng cát
Bể lắng cát có nhiệm vụ loại bỏ cát, cuội, xỉ lò hoặc các loại tạp chất vô cơ khác có
kích thƣớc từ 0,2 – 2 mm ra khỏi nƣớc thải nhằm đảm bảo an toàn cho bơm khỏi bị
cát, sỏi bào mòn, tránh tắc đƣờng ống dẫn và tránh ảnh hƣởng đến công trình sinh học
phía sau. Bể lắng cát thƣờng có 03 loại : (1) lắng cát ngang; (2) lắng cát thổi khí; (3)
lắng cát xoáy.
Trong bể lắng cát ngang dòng chảy theo hƣớng ngang với vận tốc không vƣợt quá 0,3
m/s. Trong bể lắng cát thổi khí, khí nén đƣợc đƣa vào một cạnh theo chiều dài tạo
dòng chảy xoắn ốc, cát lắng xuống đáy dƣới tác dụng trọng lực. Bể lắng cát xoáy có
dạng trụ tròn, nƣớc thải đƣợc đƣa vào theo phƣơng tiếp tuyến tạo nên dòng chảy xoáy,
cát tách khỏi nƣớc lắng xuống đáy dƣới tác dụng của trọng lực và lực ly tâm.
2.1.3. Bể điều hòa.
Có bể điều hoà trong công nghệ xử lý là hết sức cần thiết, nhất là đối với ngành công
nghiệp thực phẩm,… là làm việc gián đoạn nên chế độ xả nƣớc thải là gián đoạn hay
lƣu lƣợng không ổn định và thành phần nƣớc thải thay đổi theo các công đoạn sản
xuất.
Việc điều hoà lƣu lƣợng nƣớc thải ngành giết mổ gia súc có ý nghĩa quan trọng đối với
các quá trình xử lý hoá lý và sinh học. Điều hoà nƣớc thải giúp cho việc giảm thiểu
kích thƣớc các bể xử lý, đơn giản hoá công nghệ, tăng hiệu quả xử lý. Bể điều hoà
đƣợc tiến hành sục khí hay khuấy trộn cơ khí để ngăn cản quá trình lắng của hạt rắn và
các chất có khả năng tự phân huỷ.
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 18
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
2.1.4. Bể lắng
Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nƣớc thải, cặn hình thành
trong quá trình keo tụ tạo bông (bể lắng đợt 1) hoặc cặn sinh ra trong quá trình xử lý
sinh học (bể lắng đợt 2). Theo chiều dòng chảy, bể lắng đƣợc phân thành: bể lắng
ngang và bể lắng đứng.
Trong bể lắng ngang, dòng nƣớc chảy theo phƣơng ngang qua bể với vận tốc không
lớn hơn 0,01 m/s và thời gian lƣu nƣớc từ 1,5 – 2,5 giờ. Đối với bể lắng đứng, nƣớc
thải chuyển động theo phƣơng thẳng đứng từ dƣới lên đến vách tràn với vận tốc 0,5 –
0,6 m/s và thời gian lƣu nƣớc trong bể dao động trong khoảng 0,75 – 2 giờ.
2.2. CÁC PHƢƠNG PHÁP HOÁ LÝ
2.2.1. Keo tụ
Các hạt cặn có kích thƣớc nhỏ hơn 10-4 mm thƣờng không thể tự lắng đƣợc mà luôn
tồn tại ở trạng thái lơ lửng. Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng biện pháp xử
lý cơ học kết hợp với biện pháp hóa học, tức là cho vào nƣớc cần xử lý các chất phản
ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính lại với nhau và dính kết các hạt cặn lơ
lửng trong nƣớc, tạo thành các bông cặn lớn hơn có trọng lƣợng đáng kể. Do đó, các
bông cặn mới tạo thành dễ dàng lắng xuống ở bể lắng. Để thực hiện quá trình keo tụ,
ngƣời ta cho vào trong nƣớc các chất keo tụ thích hợp nhƣ: phèn nhôm Al 2(SO4)3,
phèn sắt loại FeSO4, Fe2(SO4)3 hoặc loại FeCl3. Các loại phèn này đƣợc đƣa vào nƣớc
dƣới dạng dung dịch hòa tan.
Dùng phèn nhôm : Khi cho phèn nhôm vào nƣớc chúng phân li thành các ion Al 3+,
sau đó các ion này bị thủy phân thành Al(OH)3
Al3+ + 3H2O = Al(OH)3 + 3H+
Trong phản ứng thủy phân trên, ngoài Al(OH)3 là nhân tố quyết định đến hiệu quả keo
tụ đƣợc tạo thành, còn giải phóng ra các ion H+. Các ion H+ này sẽ đƣợc khử bằng độ
kiềm tự nhiên của nƣớc (đƣợc đánh giá bằng HCO3-). Trƣờng hợp độ kiềm tự nhiên
của nƣớc thấp, không đủ để trung hòa ion H+ thì cần phải kiềm hóa nƣớc. Chất dùng
để kiềm hóa thông dụng nhất là vôi (CaO). Một số trƣờng hợp khác có thể dùng sôđa
(Na2CO3) hoặc xút (NaOH). Thông thƣờng phèn nhôm đạt hiệu quả keo tụ cao nhất
khi nƣớc có pH = 5,5 – 7,5.
Dùng phèn sắt(II): Phèn sắt (II) khi cho vào nƣớc phân ly thành Fe2+ và bị thủy phân
thành Fe(OH)2
Fe2+ + 2H2O = Fe(OH)2 + 2H+
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 19
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
Fe(OH)2 vừa tạo thành vẫn còn độ hòa tan trong nƣớc lớn, khi trong nƣớc có ôxy hòa
tan, Fe(OH)2 sẽ bị ôxy hóa thành Fe(OH)3
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
Quá trình ôxy hóa chỉ diễn ra tốt khi pH của nƣớc đạt đƣợc trị số từ 8 – 9 và nƣớc phải
có độ kiềm cao. Vì vậy, thƣờng dùng loại phèn này khi cần kết hợp vôi làm mềm
nƣớc.
Dùng phèn sắt (III): Phèn sắt (III) loại FeCl3 hoặc Fe2(SO4)3 khi cho vào nƣớc phân
ly thành Fe3+ và bị thủy phân thành Fe(OH)3
Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3 + 3H+
Vì phèn sắt (III) không bị ôxy hóa nên không cần nâng cao pH của nƣớc nhƣ sắt (II).
Phản ứng thủy phân xảy ra khi pH > 3,5 và quá trình kết tủa sẽ hình thành nhanh
chóng khi pH = 5,5 – 6,5.
2.2.2. Tuyển nổi
Quá trình tuyển nổi đƣợc thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng. Các
bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn. Khi khối lƣợng riêng của tập hợp bọt khí và
cặn nhỏ hơn khối lƣợng riêng của nƣớc, cặn sẽ theo bọt khí nổi lên bề mặt. Tùy theo
phƣơng thức cấp không khí vào nƣớc, quá trình tuyển nổi bao gồm các dạng sau :
Tuyển nổi bằng khí phân tán (Dispersed Air Flotation): Khí nén đƣợc thổi trực tiếp
vào bể tuyển nổi để tạo thành các bọt khí có kích thƣớc từ 0,1 – 1 mm, gây xáo trộn
hỗn hợp khí – nƣớc chứa cặn. Cặn tiếp xúc với bọt khí, kết dính và nổi lên bề mặt.
Tuyển nổi chân không (Vacuum Flotation): Bão hòa không khí ở áp suất khí quyển,
sau đó thoát khí ra khỏi nƣớc ở áp suất chân không. Hệ thống này ít sử dụng trong
thực tế vì khó vận hành và chi phí cao.
Tuyển nổi bằng khí hòa tan (Dissolved Air Flotation): Sục không khí vào nƣớc ở áp
suất cao (2 – 4 at), sau đó giảm áp giải phóng khí. Không khí thoát ra sẽ tạo thành bọt
khí có kích thƣớc 20 – 100 m.
2.2.3. Hấp phụ
Phƣơng pháp hấp phụ đƣợc ứng dụng rộng rãi để làm sạch nƣớc thải triệt để khỏi các
chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý bằng phƣơng pháp sinh học, cũng nhƣ khi nồng độ
của chúng không cao và chúng không bị phân hủy bởi vi sinh vật hay chúng rất độc.
Hấp phụ đƣợc ứng dụng để khử độc nƣớc thải khỏi thuốc diệt cỏ, trừ sâu, thuốc sát
trùng, phenol, các chất hoạt động bề mặt…Ƣu điểm của phƣơng pháp này là hiệu quả
cao (80 – 95%), có khả năng xử lý nhiều chất trong nƣớc thải và đồng thời có khả
năng thu hồi các chất này.
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 20
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
Quá trình hấp phụ đƣợc thực hiện bằng cách cho tiếp xúc hai pha không hòa tan là pha
rắn (chất hấp phụ) với pha khí hoặc pha lỏng. Dung chất (chất bị hấp phụ) sẽ đi từ pha
lỏng (pha khí) đến pha rắn cho đến khi nồng độ dung chất trong dung dịch đạt cân
bằng. Các chất hấp phụ thƣờng sử dụng :
Than hoạt tính.
Tro, xỉ, mạt cƣa.
Silicagen, keo nhôm.
2.2.4. Trao đổi ion
Phƣơng pháp này có thể khử tƣơng đối triệt để các tạp chất ở trạng thái ion trong nƣớc
nhƣ Zn, Cu, Cr, Ni, Hg, Mn … cũng nhƣ các hợp chất của asen, photpho, xyanua,
chất phóng xạ. Ngƣời ta thƣờng sử dụng nhựa trao đổi ion nhằm hai mục đích: khử
cứng và khử khoáng.
Khử cứng : Cho nƣớc cần xử lý chảy qua cột nhựa Cation ở dạng RNa
2RNa + CaSO4 R2Ca + Na2SO4
2RNa + MgSO4 R2Mg + Na2SO4
Khi lớp nhựa Cation mất hiệu lực, ngƣời ta tái sinh bằng dung dịch muối ăn NaCl.
R2Ca + 2NaCl 2RNa + CaCl2
R2Mg + 2NaCl 2RNa + MgCl2
Khử khoáng : Cho nƣớc cần xử lý chảy qua từng cột nhựa Cation và nhựa Anion
riêng rẽ hay qua một cột kết hợp cả nhựa Cation và nhựa Anion
RSO3H + NaCl RSO3Na + HCl
2RSO3H + Na2SO4 2RSO3Na + H2SO4
RSO3H + NaHCO3 RSO3Na + CO2 + H2O
RSO3H + Na2CO3 2RSO3Na + CO2 + H2O
ROH + HCl RCl + H2O
2ROH + H2SO4 R2SO4 + H2O
Khi lớp nhựa Cation và Anion mất hiệu lực ngƣời ta tái sinh bằng dung dịch axít HCl
và dung dịch xút NaOH nhƣ sau :
RSO3Na + HCl RSO3H + NaCl
RCl + NaOH ROH + NaCl
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 21
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
2.3. CÁC PHƢƠNG PHÁP HÓA HỌC
2.3.1. Phương pháp trung hòa
Nhằm trung hòa nƣớc thải có pH quá cao hoặc quá thấp, tạo điều kiện cho các quá
trình xử lý hóa lý và sinh học :
H+ + OH- H2O
Mặc dù quá trình rất đơn giản về mặt nguyên lý, nhƣng vẫn có thể gây ra một số vấn
đề trong thực tế nhƣ: giải phóng các chất ô nhiễm dễ bay hơi, sinh nhiệt, làm sét rỉ
thiết bị máy móc, …
Vôi (Ca(OH)2) thƣờng đƣợc sử dụng rộng rãi nhƣ một bazơ để xử lý các nƣớc thải có
tính axit và axit sulfuric (H2SO4) là một chất tƣơng đối rẻ tiền dùng trong xử lý nƣớc
thải có tính bazơ.
2.3.2. Phương pháp oxy hóa – khử
Phƣơng pháp này đƣợc dùng để :
Khử trùng nƣớc.
Chuyển một nguyên tố hòa tan sang kết tủa hoặc một nguyên tố hòa tan sang thể khí.
Biến đổi một chất không phân hủy sinh học thành nhiều chất đơn giản hơn, có khả
năng đồng hóa bằng vi khuẩn.
Loại bỏ các kim loại nặng nhƣ Cu, Pb, Zn, Cr, Ni, As …và một số chất độc nhƣ
cyanua.
Các chất oxy hóa thông dụng :
Ozon (O3).
Chlorine (Cl2).
Hydro peroxide (H2O2).
Kali permanganate (KMnO4).
Quá trình này thƣờng phụ thuộc rõ rệt vào pH và sự hiện diện của chất xúc tác.
2.3.3. Kết tủa hóa học
Kết tủa hóa học thƣờng đƣợc sử dụng để loại trừ các kim loại nặng trong nƣớc.
Phƣơng pháp đƣợc sử dụng rộng rãi nhất để kết tủa các kim loại là tạo thành các
hydroxide, ví dụ :
Cr3+ + 3OH- Cr(OH)3
Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 22
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
Phƣơng pháp kết tủa hóa học thƣờng đƣợc sử dụng nhất là phƣơng pháp tạo các kết
tủa với vôi. Soda cũng có thể đƣợc sử dụng để kết tủa các kim loại dƣới dạng
hydroxide (Fe(OH)3), carbonate (CdCO3), …Anion carbonate tạo ra hydroxide do
phản ứng thủy phân với nƣớc :
CO32- + H2O HCO3- + OH2.4. PHƢƠNG PHÁP SINH HỌC
Phƣơng pháp sinh học đƣợc ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nƣớc
thải cũng nhƣ một số chất vô nhƣ: H2S, sulfide, ammonia, … dựa trên cơ sở hoạt động
của vi sinh vật. Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn để
sinh trƣởng và phát triển. Một cách tổng quát, phƣơng pháp xử lý sinh học có thể phân
thành 2 loại :
2.4.1. Phương pháp sinh học nhân tạo
Quá trình kỵ khí:
Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trƣởng dạng lơ lửng:
Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc:
Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn (lắng 2). Hỗn hợp bùn và
nƣớc thải trong bể đƣợc khuấy trộn hoàn toàn, sau khi phân hủy hỗn hợp đƣợc đƣa
sang bể lắng hoặc bể tuyển nổi để tách riêng bùn và nƣớc. Bùn tuần hoàn trở lại bể kỵ
khí, lƣợng bùn dƣ thải bỏ thƣờng rất ít do tốc độ sinh trƣởng của vi sinh vật khá chậm.
Bể xử lý bằng lớp bùn kỵ khí với dòng nƣớc đi từ dƣới lên (UASB)
Đây là một trong những quá trình kỵ khí ứng dụng rộng rãi nhất trên thế giới do hai
đặc điểm chính sau :
Cả ba quá trình phân hủy – lắng bùn – tách khí đƣợc lắp đặt trong cùng một công
trình.
Sự phát triển của vi sinh vật trong bể thƣờng qua ba giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: Nhóm vi sinh vật tự nhiên có trong nƣớc thải thủy phân các hợp
chất hữu cơ phức tạp thành các chất hữu cơ đơn giản có trọng lƣợng nhẹ nhƣ
Monosacarit, amino axit để tạo ra nguồn thức ăn và năng lƣợng cho vi sinh hoạt động.
+ Giai đoạn 2 : Nhóm vi khuẩn tạo men axit biến đổi các hợp chất hữu cơ đơn
giản thành các axit hữu cơ thƣờng là axit acetic, nhóm vi khuẩn yếm khí tạo axit là
nhóm vi khuẩn axit focmo.
+ Giai đoạn 3 : Nhóm vi khuẩn tạo mêtan chuyển hóa hydro và axit acetic
thành khí mêtan và cacbonic. Nhóm vi khuẩn này gọi là Mêtan Focmo. Vai trò quan
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 23
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
trọng của nhóm vi khẩun mêtan focmo là tiêu thụ hydrô và axit acetic, chúng tăng
trƣởng rất chậm và quá trình xử lý yếm khí chất thải đƣợc thực hiện khí khí mêtan và
cacbonic thoát ra khỏi hỗn hợp.
Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào các yếu tố môi trƣờng nhƣ nhiệt độ, độ pH... Các yếu tố
sinh vật nhƣ: số lƣợng và khả năng hoạt động phân hủy của quần thể vi sinh vật có
trong bể.
Phân hủy các chất hữu cơ trong nƣớc thải bằng các vi khuẩn kỵ khí. Bể UASB đƣợc
thiết kế để nƣớc thải đƣợc tăng thời gian lƣu trong bể để quá trình xử lý kỵ khí diễn ra
triệt để. Để đảm bảo vận tốc nƣớc dâng trong bể từ 0,6 – 0,9 m/h, nƣớc thải đƣợc bơm
tuần hoàn lại bằng hệ thống máy bơm ly tâm bên cạnh mỗi bể. Tỷ lệ hoàn lƣu đƣợc
điều chỉnh bằng hệ thống bơm tuần hòan và tăng giảm tùy vào chế độ làm việc của bể
UASB. Việc hoàn lƣu dòng nƣớc thải ngay lập tức làm pha loãng nƣớc thải đầu vào và
hơn nữa, làm tăng sự tiếp xúc của vi sinh vật với nƣớc thải ngay khi vào bể UASB.
Tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tốc độ lắng vƣợt xa so với
bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng.
Bên cạnh đó, quá trình xử lý sinh học kỵ khí UASB còn có những ƣu điểm so với quá
trình bùn hoạt tính hiếu khí nhƣ :
Ít tiêu tốn năng lƣợng vận hành.
Ít bùn dƣ nên giảm chi phí xử lý bùn.
Bùn sinh ra dễ tách nƣớc.
Nhu cầu dinh dƣỡng thấp nên giảm chi phí bổ sung dinh dƣỡng.
Có khả năng thu hồi năng lƣợng từ khí Methane.
Vận tốc nƣớc thải đƣa vào bể UASB đƣợc duy trì trong khoảng 0,6 – 0,9 m/h, pH
thích hợp cho quá trình phân hủy kỵ khí dao động trong khoảng 6,6 – 7,6. Do đó cần
cung cấp đủ độ kiềm (1000 – 5000 mg/L) để đảm bảo pH của nƣớc luôn lớn hơn 6,2 vì
ở pH < 6,2 vi sinh vật chuyển hóa Methane không hoạt động đƣợc. Cần lƣu ý rằng chu
kì sinh trƣởng của vi sinh vật acid hóa ngắn hơn rất nhiều so với vi sinh vật acetate hóa
(2 – 3 giờ ở 350C so với 2 – 3 ngày ở điều kiện tối ƣu). Do đó, trong quá trình vận
hành ban đầu tải trọng chất hữu cơ không đƣợc quá cao vì vi sinh vật acid hóa sẽ tạo ra
acid béo dễ bay hơi với tốc độ nhanh hơn rất nhiều lần so với tốc độ chuyển hóa các
acid này thành acetate dƣới tác dụng của vi sinh vật acetate hóa.
Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trƣởng dạng dính bám
Bể lọc kỵ khí
Bể lọc kỵ khí là một bể chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ chứa carbon trong
nƣớc thải. Nƣớc thải đƣợc dẫn vào bể từ dƣới lên hoặc từ trên xuống, tiếp xúc với lớp
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 24
THIẾT KẾ HTXLNT CÔNG NGHIỆP GIẾT MỔ GIA SÚC, Q = 900 m3/ngày đêm
vật liệu trên đó có vi sinh vật kỵ khí sinh trƣởng và phát triển. Vì vi sinh vật đƣợc giữ
trên bề mặt vật liệu tiếp xúc và không bị rửa trôi theo nƣớc sau xử lý nên thời gian lƣu
của tế bào sinh vật rất cao (khoảng 100 ngày).
Bể phản ứng có d ng nƣớc đi qua lớp c n lơ lửng và lọc tiếp qua lớp vật liệu lọc
cố định
Là dạng kết hợp giữa quá trình xử lý kỵ khí lơ lửng và dính bám.
Quá trình hiếu khí
Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trƣởng dạng lơ lửng
Trong quá trình bùn hoạt tính, các chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan chuyển hóa
thành bông bùn sinh học – quần thể vi sinh vật hiếu khí – có khả năng lắng dƣới tác
dụng của trọng lực. Nƣớc chảy liên tục vào bể aeroten, trong đó khí đƣợc đƣa vào
cùng xáo trộn với bùn hoạt tính cung cấp ôxy cho vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ.
Dƣới điều kiện nhƣ thế, vi sinh vật sinh trƣởng tăng sinh khối và kết thành bông bùn.
Hỗn hợp bùn và nƣớc thải chảy đến bể lắng đợt 2 và tại đây bùn hoạt tính lắng xuống
đáy. Lƣợng lớn bùn hoạt tính (25 – 75% lƣu lƣợng) tuần hoàn về bể aeroten để giữ ổn
định mật độ vi khuẩn, tạo điều kiện phân hủy nhanh chất hữu cơ. Lƣợng sinh khối dƣ
mỗi ngày cùng với lƣợng bùn tƣơi từ bể lắng 1 đƣợc dẫn tiếp tục đến công trình xử lý
bùn.
Để thiết kế và vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí một cách hiệu quả cần phải
hiểu rõ vai trò quan trọng của quần thể vi sinh vật. Các vi sinh vật này sẽ phân hủy các
chất hữu cơ có trong nƣớc thải và thu năng lƣợng để chuyển hóa thành tế bào mới, chỉ
một phần chất hữu cơ bị ôxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42-, … Một cách
tổng quát, vi sinh vật tồn tại trong hệ thống bùn hoạt tính bao gồm : Pseudomonas,
Zoogloea, Flacobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium,…và hai loại vi
khuẩn nitrate hóa Nitrosomonas, Nitrobacter. Yêu cầu chung khi vận hành hệ thống
bùn hoạt tính hiếu khí là nƣớc thải đƣa vào hệ thống cần có hàm lƣợng SS không vƣợt
quá 50 mg/L, hàm lƣợng sản phẩm dầu mỏ không quá 25 mg/L, pH từ 6,5 – 8,5 và
nhiệt độ từ 6 – 370C. Một số dạng bể ứng dụng quá trình bùn hoạt tính lơ lửng nhƣ :
Bể aeroten thông thƣờng, bể aeroten xáo trộn hoàn chỉnh, mƣơng ôxy hóa, bể hoạt
động gián đoạn, bể aeroten mở rộng,
Bể aeroten thông thƣờng
Đòi hỏi chế độ dòng chảy nút (plug – flow), khi đó chiều dài bể rất lớn so với chiều
rộng. Trong bể này nƣớc thải vào có thể phân bố ở nhiều điểm theo chiều dài, bùn hoạt
tính tuần hoàn đƣa vào đầu bể. Ở chế độ dòng chảy nút, bông bùn có đặc tính tốt hơn,
dễ lắng. Tốc độ sục khí giảm dần theo chiều dài bể. Quá trình phân hủy nội bào xảy ra
SVTH: Nguyễn Thị Kim Hằng
GVHD: TS.Nguyễn Xuân Trường
MSSV: 0450020420
Trang 25
