Đề tài Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy thủy sản

å khí vaø thaønh caùc voû teá baøo vi sinh Taïo ra caùc boâng caën sinh hoïc goàm caùc teá baøo vi sinh vaät vaø caùc chaát keo voâ cô trong nöôùc thaûi Loaïi caùc boâng caën ra khoûi nöôùc thaûi baèng quaù trình laéng . IV.1. Xöû lí nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc trong ñieàu kieän töï nhieân Cô sôû cuûa phöông phaùp naøy laø döïa vaøo khaû naêng töï laøm saïch cuûa nguoàn nöôùc vaø ñaát. Ñeå taùch caùc chaát baån höõu cô daïng keo vaø hoaø tan trong ñieàu kieän töï nhieân ngöôøi ta xöû lí nöôùc thaûi trong ao, hoà (hoà sinh vaät) hay treân ñaát (caùnh ñoàng töôùi, caùnh ñoàng loïc …). IV.1.1. Hoà sinh vaät Hoà sinh vaät laø caùc ao hoà coù nguoàn goác töï nhieân, coøn goïi laø hoà oxy hoaù, hoà oån ñònh nöôùc thaûi, … xöû lí nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc. Trong hoà sinh vaät dieãn ra quaù trình oxy hoaù sinh hoaù caùc chaát höõu cô nhôø caùc loaøi vi khuaån, taûo vaø caùc loaïi thuûy sinh vaät khaùc, töông töï nhö quaù trình laøm saïch nguoàn nöôùc maët. Vi sinh vaät söû duïng oxy sinh ra töø reâu taûo trong quaù trình quang hôïp cuõng nhö oxy töø khoâng khí ñeå oxy hoaù caùc chaát höõu cô, rong taûo laïi tieâu thuï CO2, photphat vaø nitrat amon sinh ra töø söï phaân huyû, oxy hoaù caùc chaát höõu cô bôûi vi sinh vaät. Ñeå hoà hoaït ñoäng bình thöôøng caàn phaûi giöõ giaù trò pH vaø nhieät ñoä toái öu. Nhieät ñoä khoâng ñöôïc thaáp hôn 60C. Trong soá caùc coâng trình xöû lyù trong ñieàu kieän töï nhieân thì hoà sinh hoïc ñöôïc aùp duïng roäng raõi hôn caû. Ngoaøi nhieäm vuï xöû lyù nöôùc thaûi, hoà sinh hoïc coøn coù theå ñem laïi nhöõng lôïi ích: - Nuoâi troàng thuûy saûn - Cung caáp nguoàn nöôùc töôùi cho caây troàng - Ñieàu hoøa doøng chaûy nöôùc möa trong heä thoáng thoaùt nöôùc ñoâ thò Taïi Vieät Nam, hoà sinh hoïc chieám moät vò trí ñaëc bieät quan troïng trong caùc bieän phaùp xöû lyù nöôùc thaûi vì coù nhieàu thuaän lôïi - Khoâng ñoøi hoûi nhieàu voán ñaàu tö - Baûi trì vaän haønh ñôn giaûn, khoâng coù ngöôùi baûo quaûn thöôøng xuyeân - Haàu heát caùc ñoâ thò ñeàu coù nhöõng ao hoà hay khu ruoäng truõng coù theå söû duïng maø khoâng caàn xaây döïng theâm - Coù nhieàu ñieàu kieän keát hôïp muïc ñích xöû lyù nöôùc thaûi vôùi vieäc nuoâi troàng thuûy saûn vaø ñieàu hoøa nöôùc möa Theo baûn chaát quaù trình sinh hoaù, ngöôøi ta chia hoà sinh vaät ra caùc loaïi hoà hieáu khí, hoà sinh vaät tuyø tieän (Faculative) vaø hoà sinh vaät yeám khí. IV.1.1.a. Hoà sinh vaät hieáu khí Quaù trình oxy hoùa caùc chaát höõu cô nhôø caùc vi sinh vaät hieáu khí. Quaù trình xöû lí nöôùc thaûi xaûy ra trong ñieàu kieän ñaày ñuû oxy, oxy ñöôïc cung caáp qua maët thoaùng vaø nhôø quang hôïp cuûa taûo hoaëc hoà ñöôïc laøm thoaùng cöôõng böùc nhôø caùc heä thống thieát bò caáp khí. Ñeå ñaûm baûo cho aùnh saùng coù theå xuyeân qua, chieàu saâu cuûa hoà phaûi beù, khoaûng 30 – 40 cm. Thôøi gian löu nöôùc trong hoà khoaûng 3 – 12 ngaøy. IV.1.1.b. Hoà sinh vaät tuyø tieän Hoà facultativ laø loaïi hoà thöôøng gaëp trong ñieàu kieän töï nhieân. Phaàn lôùn caùc ao hoà cuûa chuùng ta laø nhöng hoà facultativ. Hieän nay, noù ñöôïc söû duïng roäng raõi nhaát trong hoà sinh hoïc. Trong hoà naøy xaûy ra hai quaù trình song song: Quaù trình oxy hoùa hieáu khí chaát nhieãm baån höõu cô vaø quaù trình phaân huûy metan caën laéng. Ñaëc ñieåm cuûa loaïi hoà naøy xeùt theo chieàu sau cuûa noù coù theå chia ra 3 vuøng: Lôùp treân laø vuøng hieáu khí, lôùp giöõa laø vuøng trung gian, coøn lôùp döôùi laø vuøng kî khí. Nguoàn oxy caàn thieát cho quaù trình oxy hoùa caùc chaát höõu cô trong hoà chuû yeáu nhôø quang hôïp cuûa rong taûo döôùi taùc duïng cuûa böùc xaï maët trôøi vaø khuyeát taùn qua maët nöôùc döôùi taùc duïng cuûa soùng gioù. Trong hoà sinh vaät tuyø tieän vi khuaån vaø taûo coù quan heä töông hoå ñoùng vai troø cô baûn ñoái vôùi söï chuyeån hoaù caùc chaát . Caùc yeáu toá töï nhieân aûnh höôûng tôùi söï xaùo troän laø gioù vaø nhieät doä. IV.1.1.c. Hoà sinh vaät yeám khí Duøng ñeå laéng vaø phaân huûy caën laéng baèng phöông phaùp sinh hoùa töï nhieân döïa treân cô sôû soáng vaø hoaït ñoäng cuûa vi sinh kî khí. Caùc vi sinh vaät naøy tieán haønh haøng chuïc phaûn öùng hoaù sinh hoïc ñeå phaân huyû vaø bieán ñoåi caùc hôïp chaát höõu cô phöùc taïp thaønh nhöõng chaát ñôn giaûn, deã xöû lyù. Hieäu suaát giaûm BOD trong hoà coù theå leân ñeán 70% . Tuy nhieân nöôùc thaûi sau khi ra khoûi hoà vaãn coù BOD cao neân loaïi hoà naøy chæ chuû yeáu aùp duïng cho xöû lyù nöôùc thaûi coâng nghieäp raát ñaäm ñaëc vaø duøng laøm hoà baäc 1 trong toå hôïp nhieàu baäc. Loaïi hoà naøy thöôøng duøng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi coâng nghieäp coù ñoä nhieãm baån lôùn, ít duøng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït, vì noù gaây muøi thoái khoù chòu. Hoà kî khí phaûi ñaët caùch xa nhaø ôû vaø xí nghieäp thöïc phaåm 1,5 – 2km. Ñeå duy trì ñieàu kieän kî khí vaø giöõ aám cho hoà trong muøa ñoâng thì chieàu saâu hoà phaûi lôùn, thöôøng thì 2,4 – 3,6m. IV.1.2. Caùnh ñoàng töôùi - Caùnh ñoàng loïc Caùnh ñoàng töôùi laø nhöõng khoaûng ñaát canh taùc, coù theå tieáp nhaän vaø xöû lyù nöôùc thaûi. Xöû lyù trong ñieàu kieän naøy dieãn ra döôùi taùc duïng cuûa vi sinh vaät, aùnh saùng maët trôøi, khoâng khí vaø döôùi aûnh höôûng cuûa caùc hoaït ñoäng soáng thöïc vaät, chaát thaûi bò haáp thuï vaø giöõ laïi trong ñaát, sau ñoù caùc loaïi vi khuaån coù saün trong ñaát seõ phaân huyû chuùng thaønh caùc chaát ñôn giaûn ñeå caây troàng haáp thuï. Nöôùc thaûi sau khi ngaám vaøo ñaát , moät phaàn ñöôïc caây troàng söû duïng. Phaàn coøn laïi chaûy vaøo heä thống tieâu nöôùc ra soâng hoaëc boå sung cho nöôùc nguoàn. Coù 2 loaïi caùnh ñoàng töôùi : - Caùnh ñoàng töôùi coâng coäng, chöùc naêng chuû yeáu laø xöû lyù nöôùc thaûi, coøn phuïc vuï cho noâng nghieäp laø thöù yeáu. - Caùnh ñoàng töôùi noâng nghieäp, phuïc vuï noâng nghieäp vaø xöû lyù nöôùc thaûi laø nhöõng muïc tieâu thoáng nhaát. Vieäc xaây döïng caùnh ñoàng töôùi phaûi tuaân theo 2 muïc ñích: - Veä sinh, töùc laø xöû lyù nöôùc thaûi. - Kinh teá noâng nghieäp, töùc laø söû duïng nöôùc thaûi ñeå töôùi aåm vaø söû duïng caùc chaát dinh döôõng coù trong nöôùc thaûi ñeå boùn cho caây troàng. IV.2. Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc trong ñieàu kieän nhaân taïo IV.2.1. Beå loïc sinh hoïc Beå loïc sinh hoïc laø coâng trình nhaân taïo , trong ñoù nöôùc thaûi ñöôïc loïc qua vaät lieäu raén coù bao boïc moät lôùp maøng vi sinh vaät . Beå loïc sinh hoïc goàm caùc phaàn chính nhö sau : phaàn chöùa vaät lieäu loïc , heä thống phaân phối nöôùc ñaûm baûo töôùi ñeàu leân toaøn boä beà maët beå , heä thống thu vaø daån nöôùc sau khi loïc , heä thống phaân phối khí cho beå loïc . Quaù trinh oxy hoaù chaát thaûi trong beå loïc sinh hoïc dieån ra gioáng nhö treân caùnh ñoàng loïc nhöng vôùi cöôøng ñoä lôùn hôn nhieàu .Maøng vi sinh vaät ñaõ söû duïng vaø xaùc vi sinh vaät cheát theo nöôùc troâi khoûi beå ñöôïc taùch khoûi nöôùc thaûi ôû beå laéng ñôït 2 .Ñeå ñaûm baûo quaù trình oxy hoaù sinh hoaù dieãn ra oån ñònh ,oxy ñöôïc caáp cho beå loïc baèng caùc bieän phaùp thoâng gioù töï nhieân hoaëc thoâng gioù nhaân taïo .Vaät lieäu loïc cuûa beå loïc sinh hoïc coù theå laø nhöïa Plastic , xæ voøng goám , ñaù Granit…… IV.2.1.a. Beå loïc sinh hoïc nhoû gioït Beå coù daïng hình vuoâng , hình chöõ nhaät hoaëc hình troøn treân maët baèng , beå loïc sinh hoïc nhoû gioït laøm vieäc theo nguyeân taéc sau : Nöôùc thaûi sau beå laéng ñôït 1 ñöôïc ñöa veà thieát bò phaân phối , theo chu kyø töôùi ñeàu nöôùc treân toaøn boä beà maët beå loïc . Nöôùc thaûi sau khi loïc chaûy vaøo heä thống thu nöôùc vaø ñöôïc daãn ra khoûi beå .Oxy caáp cho beå chuû yeáu qua heä thống loã xung quanh thaønh beå . Vaät lieäu loïc cuûa beå sinh hoïc nhoû gioït thöôøng laø caùc haït cuoäi , ñaù … ñöôøng kính trung bình 20 – 30 mm. Taûi troïng nöôùc thaûi cuûa beå thaáp (0,5 – 1,5 m3/m3 vaät lieäu loïc /ngñ) . Chieàu cao lôùp vaät lieäu loïc laø 1,5 – 2m. Hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi theo tieâu chuaån BOD ñaït 90% . Duøng cho caùc traïm xöû lyù nöôùc thaûi coù coâng suaát döôùi 1000 m3/ngñ IV.2.1.b. Beå loïc sinh hoïc cao taûi Beå loïc sinh hoïc cao taûi coù caáu taïo vaø quaûn lyù khaùc vôùi beå loïc sinh hoïc nhoû gioït , nöôùc thaûi töôùi leân maët beå nhôø heä thống phaân phối phaûn löïc .Beå coù taûi troïng 10 – 20 m3 nöôùc thaûi / 1m2 beà maët beå /ngñ. Neáu tröôøng hôïp BOD cuûa nöôùc thaûi quaù lôùn ngöôøi ta tieán haønh pha loaõng chuùng baèng nöôùc thaûi ñaõ laøm saïch . Beå ñöôïc thieát keá cho caùc traïm xöû lyù döôùi 5000 m3/ngñ IV.2.2. Beå hieáu khí buøn hoaït tính – Beå Aerotank Laø beå chöùa hoån hôïp nöôùc thaûi vaø buøn hoaït tính, khí ñöôïc caáp lieân tuïc vaøo beå ñeå troän ñeàu vaø giöõ cho buøn ôû traïng thaùi lô löûng trong nöôùc thaûi vaø caáp ñuû oxy cho vi sinh vaät oxy hoaù caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi. Khi ôû trong beå, caùc chaát lô löûng ñoùng vai troø laø caùc haït nhaân ñeå cho caùc vi khuaån cö truù, sinh saûn vaø phaùt trieån daàn leân thaønh caùc boâng caën goïi laø buøn hoaït tính. Vi khuaån vaø caùc vi sinh vaät soáng duøng chaát neàn (BOD) vaø chaát dinh döôõng (N , P) laøm thöùc aên ñeå chuyeån hoaù chuùng thaønh caùc chaát trô khoâng hoaø tan vaø thaønh caùc teá baøo môùi. Soá löôïng buøn hoaït tính sinh ra trong thôøi gian löu laïi trong beå Aerotank cuûa löôïng nöôùc thaûi ban ñaàu ñi vaøo trong beå khoâng ñuû laøm giaûm nhanh caùc chaát höõu cô do ñoù phaûi söû duïng laïi moät phaàn buøn hoaït tính ñaõ laéng xuoáng ñaùy ôû beå laéng ñôït 2, baèng caùch tuaàn hoaøn buøn veà beå Aerotank ñeå ñaûm baûo noàng ñoä vi sinh vaät trong beå. Phaàn buøn hoaït tính dö ñöôïc ñöa veà beå neùn buøn hoaëc caùc coâng trình xöû lyù buøn caën khaùc ñeå xöû lyù. Beå Aerotank hoaït ñoäng phaûi coù heä thống cung caáp khí ñaày ñuû vaø lieân tuïc . IV.2.3. Quaù trình xöû lyù sinh hoïc kî khí - Beå UASB IV.2.3.1. Quaù trình xöû lyù sinh hoïc kî khí Quaù trình phaân huûy kî khí laø quaù trình phaân huûy sinh hoïc caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi trong ñieàu kieän khoâng coù oxy ñeå taïo ra saûn phaåm cuoái cuøng laø khí CH4 vaø CO2 (tröôøng hôïp nöôùc thaûi khoâng chöùa NO3- vaø SO42-). Cô cheá cuûa quaù trình naøy ñeán nay vaãn chöa ñöôïc bieát ñeán moät caùch ñaày ñuû vaø chính xaùc nhöng caùch chung, quaù trình phaân huûy coù theå ñöôïc chia ra caùc giai ñoaïn nhö sau: VAÄT CHAÁT HÖU CÔ PROTEINS HYDROCARBON LIPIDS ACID AMIN / ÑÖÔØNG ACID BEÙO ACETATE / H2 CH4 / CO2 Thuûy phaân Acid hoùa Acetic hoùa Methane hoùa Vi khuaån lipolytic, proteolytic vaø cellulytic Vi khuaån leân men Vi khuaån taïo khí H2 Vi khuaån methane hoùa GIAI ÑOAÏN VAÄT CHAÁT LOAÏI VI KHUAÅN Hình 2: Sô ñoà chuyeån hoùa vaät chaát trong ñieàu kieän kî khí ÔÛ 3 giai ñoaïn ñaàu, COD cuûa dung dòch haàu nhö khoâng thay ñoåi, noù chæ giaûm trong giai ñoaïn methane hoùa. Sinh khối môùi ñöôïc taïo thaønh lieân tuïc trong taát caû caùc giai ñoaïn. Trong moät heä thống vaän haønh toát, caùc giai ñoaïn naøy dieãn ra ñoàng thôøi vaø khoâng coù söï tích luõy quaù möùc caùc saûn phaåm trung gian. Neáu coù moät söï thay ñoåi baát ngôø naøo ñoù xaûy ra, caùc giai ñoaïn coù theå maát caân baèng. Pha methane hoùa raát nhaïy caûm vôùi söï thay ñoåi cuûa pH hay noàng ñoä acid beùo cao. Do ñoù, khi vaän haønh heä thống, caàn chuù yù phoøng ngöøa nhöõng thay ñoåi baát ngôø, caû pH laãn söï quaù taûi. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình phaân huûy kî khí Ñeå duy trì söï oån ñònh cuûa quaù trình xöû lyù kî khí, phaûi duy trì ñöôïc traïng thaùi caân baèng ñoäng cuûa quaù trình theo 4 pha ñaõ neâu treân. Muoán vaäy trong beå xöû lyù phaûi ñaûm baûo caùc yeáu toá sau: Nhieät ñoä Nhieät ñoä laø yeáu toá ñieàu tieát cöôøng ñoä cuûa quaù trình, caàn duy trì trong khoaûng 30÷350C. Nhieät ñoä toái öu cho quaù trình naøy laø 350C. pH pH toái öu cho quaù trình dao ñoäng trong phaïm vi raát heïp, töø 6,5 ñeán 7,5. Söï sai leäch khoûi khoaûng naøy ñeàu khoâng toát cho pha methane hoùa. Chaát dinh döôõng Caàn ñuû chaát dinh döôõng theo tyû leä COD:N:P = (400÷1000):7:1 ñeå vi sinh vaät phaùt trieån toát, neáu thieáu thì boå sung theâm. Trong nöôùc thaûi sinh hoaït thöôøng coù chöùa caùc chaát dinh döôõng naøy neân khi keát hôïp xöû lyù nöôùc thaûi saûn xuaát vaø nöôùc thaûi sinh hoaït thì khoâng caàn boå sung theâm caùc nguyeân toá dinh döôõng. Ñoä kieàm Ñoä kieàm toái öu caàn duy trì trong beå laø 1500÷3000 mg CaCO3/l ñeå taïo khaû naêng ñeäm toát cho dung dòch, ngaên caûn söï giaûm pH döôùi möùc trung tính. Muoái (Na+, K+, Ca2+) Pha methane hoùa vaø acid hoùa lipid ñeàu bò öùc cheá khi ñoä maën vöôït quaù 0,2 M NaCl. Söï thuûy phaân protein trong caù cuõng bò öùc cheá ôû möùc 20 g/l NaCl. IC50 = 4700¸7600 mg/l. Lipid Ñaây laø caùc hôïp chaát raát khoù bò phaân huûy bôûi vi sinh vaät. Noù taïo maøng treân VSV laøm giaûm söï haáp thuï caùc chaát vaøo beân trong. Ngoaøi ra coøn keùo buøn noåi leân beà maët, giaûm hieäu quaû cuûa quaù trình chuyeån ñoåi methane. Ñoái vôùi LCFA, IC50 = 500÷1250 mg/l. Kim loaïi naëng Moät soá kim loaïi naëng (Cu, Ni, Zn…) raát ñoäc, ñaëc bieät laø khi chuùng toàn taïi ôû daïng hoøa tan. IC50 = 10÷75 mg Cu2+ tan/l. Trong heä thống xöû lyù kî khí, kim loaïi naëng thöôøng ñöôïc loaïi boû nhôø keát tuûa cuøng vôùi carbonate vaø sulfide. Ngoaøi ra caàn ñaûm baûo khoâng chöùa caùc hoùa chaát ñoäc, khoâng coù haøm löôïng quaù möùc caùc hôïp chaát höõu cô khaùc. IV.2.3.2. Beå UASB Nöôùc thaûi ñöôïc ñöa tröïc tieáp vaøo döôùi ñaùy beå vaø ñöôïc phaân phối ñoàng ñeàu ôû ñoù, sau ñoù chaûy ngöôïc leân xuyeân qua lôùp buøn sinh hoïc haït nhoû (boâng buøn) vaø caùc chaát baån höõu cô ñöôïc tieâu thuï ôû ñoù . Caùc boït khí meâtan vaø cacbonic noåi leân treân ñöôïc thu baèng caùc chuïp khí ñeå daån ra khoûi beå. Nöôùc thaûi tieáp theo ñoù seõ dieãn ra söï phaân taùch 2 pha loûng vaø raén . Pha loûng ñöôïc daãån ra khoûi beå , coøn pha raén thì hoaøn löu laïi lôùp boâng buøn . Söï taïo thaønh vaø duy trì caùc haït buøn laø voâ cuøng quan troïng khi vaän haønh beå UASB. IV.2.4.Beå sinh hoïc theo meû SBR (Sequence Batch Reactor) Baûn chaát quaù trình xöû lyù sinh hoïc töøng meû Heä thống xöû lyù sinh hoïc töøng meû bao goàm ñöa nöôùc thaûi vaøo beå phaûn öùng vaø taïo caùc ñieàu kieän caàn thieát nhö moâi tröôøng thieáu khí (khoâng coù oxy, chæ coù NO3-), kò khí (khoâng coù oxy), hieáu khí (coù oxi, NO3-) ñeå cho vi sinh taêng sinh khối, haáp thuï vaø tieâu hoùa caùc chaát thaûi höõu cô trong nöôùc thaûi. Chaát thaûi höõu cô (C, N, P) töø daïng hoøa tan seõ chuyeån hoùa vaøo sinh khối vi sinh vaø khi lôùp sinh khối vi sinh naøy laéng keát xuoáng seõ coøn laïi nöôùc trong ñaõ taùch chaát oâ nhieãm, chu kyø xöû lyù treân laïi tieáp tuïc cho moät meû nöôùc thaûi môùi. Quy trình hoaït ñoäng cuûa heä thống xöû lyù sinh hoïc töøng meû ñôn giaûn, bao goàm caùc chuoãi chu kyø nhö sau: Naïp nöôùc thaûi vaøo beå phaûn öùng Vöøa naïp vöøa taïo moâi tröôøng thieáu khí hay kò khí Vöøa naïp vöøa taïo ñieàu kieän cho vi sinh xöû lyù chaát thaûi höõu cô Xöû lyù taùch loaïi chaát oâ nhieãm höõu cô , nitô, photpho baèng vi sinh Ñeå laéng, taùch lôùp buøn Gaïn laáy nöôùc saïch ñaõ xöû lyù Laäp laïi chu kyø môùi Heä thống xöû lyù sinh hoïc töøng meû coù nhöõng ñaëc tröng cô baûn sau ñaây Cho pheùp thieát keá heä ñôn giaûn vôùi caùc böôùc xöû lyù cô baûn theo quy trình “töøng meû” Khoaûng thôøi gian cho moãi chu kyø coù theå ñieàu chænh ñöôïc vaø laø moät quy trình coù theå ñieàu khieån töï ñoäng baèng PLC. Hieäu quaû xöû lyù coù ñoä tin caäy cao vaø ñoä linh hoaït Coâng ngheä kyõ thuaät cao, laäp trình ñöôïc vaø khaû naêng xöû lyù vöôït möùc höùa heïn vaø laø quy trình xöû lyù baèng vi sinh ñaày trieån voïng trong töông lai. Quaù trình hoaït ñoäng cuûa beå ñöôïc chia laøm 4 giai ñoaïn chính taïo neân moät chu kyø cuûa beå sinh hoïc töøng meû Giai ñoaïn laøm ñaày Giai ñoaïn phaûn öùng oxy hoùa sinh hoùa Giai ñoaïn laéng Daãn nöôùc sau xöû lyù ra, laáy bôùt buøn vaø ñeå laïi 25% Caùc quaù trình hoaït ñoäng chính trong beå sinh hoïc töøng meû goàm : Quaù trình sinh hoïc hieáu khí duøng ñeå khöû BOD : bôûi söï taêng sinh khối cuûa quaàn theå vi sinh vaät hieáu khí ñöôïc taêng cöôøng bôûi khuaáy troän vaø cung caáp oxy, taïo ñieàu kieän phaûn öùng ôû giai ñoaïn (b). Quaù trình sinh hoïc hieáu khí , kò khí duøng ñeå khöû BODcacbon, keát hôïp khöû nitô, photpho : bôûi söï taêng sinh khối cuûa quaàn theå vi sinh vaät hieáu khí, kò khí . Taêng cöôøng khuaáy troän cho quaù trình kò khí, khuaáy troän vaø cung caáp oxy cho quaù trình hieáu khí, khuaáy troän cho quaù trình hieáu khí, taïo ñieàu kieän phaûn öùng cho giai ñoaïn (b). Metanol NT vaøo (1) Laøm ñaày (2) Anaerobic (khuaáy) (3) Aerobic (khuaáy+O2) (4) Anoxic (Taét O2+khuaáy) (5) Laéng (6) Taùch nöôùc Xaõ buøn Giai ñoaïn (b) Sô ñoà quy trình phaûn öùng trong sinh hoïc töøng meû coù keát hôïp khöû N, P Giai ñoaïn 3 : xaûy ra quaù trình nitrat hoùa vaø oxy hoùa chaát höõu cô Giai ñoaïn 4 : xaûy ra quaù trình khöû nitrat Ñaây laø quaù trình toång hôïp coù hieäu quaû keát hôïp khöû BOD cacbon vaø caùc chaát höõu cô hoøa tan N, P. Trong quaù trình khöû N coù theå taêng cöôøng nguoàn cacbon beân ngoaøi baèng Metanol ôû giai ñoaïn 4. Tuy nhieân vôùi thaønh phaàn vaø tính chaát nöôùc thaûi cheá bieán thuûy saûn giaøu cacbon höõu cô vaø chaát dinh döôõng trong quaù trình oxy hoùa neân khoâng caàn söû duïng theâm hoùa chaát phuï trôï Caùc quaù trình sinh hoïc treân dieãn ra trong beå vôùi söï tham gia cuûa caùc vi sinh vaät trong quaù trình oxy hoùa chaát höõu cô, ñaëc bieät laø coù söï tham gia cuûa hai chuûng loaïi Nitrosomonas vaø Nitrobacter trong quaù trình nitrat hoùa vaø khöû nitrat keát hôïp. Phần ba PHÂN TÍCH NHỮNG VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY TRÁCH NHIỆM HỮU HẠN XUẤT NHẬP KHẨU Á CHÂU I. Nguồn cung cấp nước: Nguồn cấp nước cho hoạt động của nhà máy từ nguồn nước giếng khoan tại nhà máy, được xử lý đạt tiêu chuẩn 93/83 EEC trước khi đưa vào sử dụng bao gồm: nước chế biến, rửa sản phẩm, cọ rửa dụng cụ tiếp xúc sản phẩm, rửa tay công nhân, … lượng nước này khoảng 30 m3/ngàyđêm. Ngoài ra còn có lượng nước dùng trong nhà vệ sinh và một số nhu cầu phi thực phẩm khác, lượng nước này khoảng 20 m3/ngàyđêm. II. Nguyên liệu và phụ liệu: Nguyên liệu và phụ liệu chính để phục vụ cho quá trình sản xuất và chế biến của nhà máy chủ yếu là các loại hải sản bán thành phẩm, chủng loại và số lượng được thể hiện ở bảng sau. STT Tên nguyên liệu Đơn vị tính Số lượng 1 Thủy hải sản (cá nục, cá trích, thịt ghẹ) Tấn 360 2 Bột mì Tấn 10 3 Sauce cà Tấn 25 4 Chất phụ gia Tấn 100 5 Bao bì (lon) Lon 3.600.000 6 Carton Thùng 1.500 7 Nhãn Tấn 5 Nguyên liệu các loại cá và thịt ghẹ đã được sơ chế được thu mua thông qua hệ thống đại lý thu mua và đội thu mua lưu động của nhà máy (chủ yếu ở Vũng Tàu và Cảng cá Mỹ Tho), về chất lượng, nhà máy lấy độ tươi là chỉ tiêu chủ yếu để thu mua. Vận chuyển nguyên phụ liệu chủ yếu bằng đường thủy và đường bộ. Bột, gia vị, phụ gia, sauce cà (nhập khẩu từ Trung Quốc), bao bì, … được mua từ các đại lý hoặc các xí nghiệp được vận chuyển đến nhà máy chủ yếu bằng đường bộ. Tất cả các loại nguyên liệu cũng như phụ liệu sau khi nhập về nhà máy, tùy theo mỗi loại nguyên liệu mà có kho chứa và bảo quản riêng. III. Dây chuyền sản xuất: Tiếp nhận và tồn trữ nguyên liệu Rửa sạch và phân loại Hấp chín Cho vào hộp Rót gia vị Ghép mí hộp Thanh trùng Dán nhãn Đóng gói Kho thành phẩm Giải thích quy trình: Nguyên liệu đầu vào bao gồm các loại cá nục, cá trích, thịt ghẹ đã qua sơ chế (cá đã được cắt đầu, đuôi và làm sạch ruột, ghẹ đã được tách thịt) sau khi chở đến nhà máy được rửa thật sạch, đối với cá thì phân loại, sau đó đem hấp chín. Riêng đối với thịt ghẹ, sau khi hấp chín được tuyển lựa nhằm loại bỏ các mảnh xương ghẹ còn sót lại. Sau đó cho vào lon, chiết rót gia vị hoặc sauce cà (tùy loại), ghép mí, thanh trùng. Để nguội một thời gian, sau cùng sản phẩm được dán nhãn và đóng gói trong bao bì cacton thích hợp, đưa và kho thành phẩm bảo quản. IV. Các nguồn nước thải: IV.1. Nước thải quy ước sạch: Là nước mưa chảy tràn trên toàn bộ diện tích khuôn viên của nhà máy. Chất lượng nước thải này phụ thuộc vào độ trong sạch của khí quyển tại khu vực đang xét và đặc điểm mặt bằng rửa trôi. Theo phương án bố trí mặt bằng của nhà máy thì các khu vực sân bãi và đường giao thông nội bộ đều được trãi nhựa hoặc lót bằng dal bêtông cốt thép, không để hàng hố hoặc rác rác rưỡi tích tụ lâu ngày trên khu vực sân bãi. Do đó, khi nước mưa chảy tràn qua các khu vực này có mức độ ô nhiễm không đáng kể và được xem là nước thải “quy ước sạch”. Cùng với nước mưa thu gom từ các mái của các khu nhà xưởng của nhà máy được tập trung lại bằng các hố ga, sau đó đưa đến hệ thống cấp thốt nước của khu vực mà không cần phải xử lý. IV.2. Nước thải nhiễm bẩn do sản xuất Là các loại nước sau khi sử dụng được thải bỏ ở các khâu sản xuất. Với các loại sản phẩm và công nghệ sản xuất hiện đang hoạt động, nhà máy đã sử dụng một lượng nước nhất định trong dây chuyền sản xuất, để phục vụ cho quá trình sản xuất nước được dùng trong các công đoạn sau: - Nước sử dụng cho rửa nguyên liệu bán thành phẩm. - Nước sử dụng cho vệ sinh công nghiệp như: vệ sinh khử trùng nhà xưởng, thiết bị dụng cụ chế biến. Lượng nước sử dụng cho hoạt động sản xuất của nhà máy vào khoảng 30 m3/ngàyđêm với thành phần ô nhiễm đặc trưng như bảng STT Tên chỉ tiêu Hàm lượng 1 pH 7,2 2 DO 0 (mg/l) 3 SS 152 (mg/l) 4 P – PO43- 45,7 (mg/l) 5 BOD5 672 (mg/l) 6 COD 1082 (mg/l) 7 N – NH4+ 83,4 (mg/l) 8 Độ mặn 506 (mg/l) (Nguồn: Phòng thử nghiệm chất lượng – tháng 8 năm 2005) IV.3. Nước thải nhiễm bẩn do sinh hoạt Là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho mục đích sinh hoạt của công nhân viên trong nhà máy, lượng nước này vào khoảng 20 m3/ngày đêm. Nước thải này chứa các chất hữu cơ, chất cặn bã, các chất dinh dưỡng và các vi sinh vật với chỉ tiêu đặc trưng được trình bày trong bảng STT Tên chỉ tiêu Hàm lượng (mg/l) 1 BOD5 175 2 COD 240 3 Chất rắn lơ lững 325 4 Tổng nitơ 20 5 Tổng phosphat 8,5 6 Coliform (MPN/100ml) 100.000 (Nguồn: CEFINEA – Đề tài KT42 – 2002) V. Biện pháp giảm thiểu ô nhiễm nước tạm thời: V.1. Nước thải sản xuất Với công nghệ và công suất sản xuất của nhà máy sẽ phát sinh lượng nước thải với lưu lượng trung bình 40 m3/ngày đêm (đã tính hệ số an toàn) và tính chất nước thải đầu vào như đã trình bày ở phần trên. Yêu cầu xử lý đạt mức B theo TCVN 5945 – 1995 (tự thấm và dùng cho mục đích tưới tiêu trên hệ thống ao sinh học tuần hoàn) Sơ đồ quy trình công nghệ Song chắn rác Bể ủyếm khí Bể lắng Nước thải Hệ thống mương sinh học tuần hoàn Sân phơi bùn Giải thích quy trình: Toàn bộ nước thải nhiễm bẩn phát sinh trong quá trình sản xuất được dẫn tập trung trên hệ thống cống thốt nước thải riêng của nhà máy. Đầu tiên nước thải được tách vật rắn thô tại lưới chắn rác, sau đó được đưa vào bể phân hủy kỵ khí. Đặc điểm của xử lý bằng phương pháp xử lý kỵ khí bắt buộc là để lắng và phân hủy cặn bằng phương pháp sinh hố tự nhiên dựa trên cơ sở sống và hoạt động của vi sinh vật kỵ khí. Các chất thải và nước thải qua hầm ủ, do điều kiện thiếu oxy và nhiệt độ tương đối cao nên phần lớn các vi trùng gây bệnh bị tiêu diệt và hàm lượng BOD5 giảm khoảng 70 – 80%, thời gian lưu trong hầm là 15 – 20 ngày. Với lượng nước thải 30 m3/ngàyđêm, nồng độ BOD là 672 mg/l, như vậy xây dựng hầm ủ có thể tích 500 m3, thời gian nước thải lưu trong hầm ủ sẽ là 17 ngày, lúc đó nồng độ BOD sau khi nước thải ra khỏi hầm ủ vào khoảng 130 – 150 mg/l. Bể ủ yếm khí ống thoát khí Sau đó nước thải tiếp tục được đưa vào hệ thống mương sinh học tuần hoàn. Trên hệ thống mương này bố trí các guồng sục khí để nước thải được tiếp tục làm sạch bởi các vi sinh vật hiếu khí. Mặt khác bố trí trồng cỏ vetiver và lục bình trên hệ thống mương này sẽ gia tăng quá trình khử BOD và hấp thụ N, P có trong nước thải làm hạn chế sự phát sinh của tảo. Theo các thí nghiệm nghiên cứu khả năng xử lý ô nhiễm hữu cơ của cỏ vetiver và lục bình (đề tài nghiên cứu năm 2002 – 2004 của Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Tiền Giang) thì cỏ vetiver có khả năng xử lý ô nhiễm với tải trọng nạp BOD là 60 kg/ha/ngày, và khả năng của lục bình là 30 kg/ha/ngày. Sau khi nước thải ra khỏi hầm ủ có nồng độ BOD là 150 mg/l với lưu lượng 30 m3/ngày đêm, nghĩa là tải trọng BOD hàng ngày là 4,5 kg. Như vậy, để dùng lục bình xử lý nước thải có nồng độ ô nhiễm như trên thì tổng diện tích bề mặt của hệ thống mương sinh học là 1.500 m2, diện tích bề mặt mương sẽ giảm nếu như kết hợp trồng có vetiver với lục bình. Tuy nhiên với điều kiện diện tích đất của công ty còn rộng và sự phổ biến của lục bình nên công ty chỉ cho trồng lục bình trên hệ thống mương này. Với diện tích đất hiện có khoảng 24.000 m2, Công ty sẽ đào hệ thống mương sinh học có tổng diện tích khoảng 9.000 m2 (40% tổng diện tích đất trống , phần diện tích đất mặt còn lại dùng trồng cây ăn trái). Với diện tích này đủ khả năng để xử lý nước thải