Đề tài " CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG NGÀNH CHẾ BIẾN THỦY SẢN "

Chia sẻ: Sapthanh Danh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

826
lượt xem 360
download

Đề tài " CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG NGÀNH CHẾ BIẾN THỦY SẢN "

Mô tả tài liệu

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chế biến thuỷ sản là ngành kinh tế quan trọng và có tốc độ tăng trưởng nhanh ở nước ta.Theo số liệu của cục Thống kê thành phố Hồ Chí Minh (1998), sản lượng thuỷ hải sản năm 1998 là 1676000 tấn, trong đó có 540000 tấn do nuôi trồng thuỷ sản. Khoảng 24,3% số lượng này (400000 tấn) được chế biến để xuất khẩu và phần còn lại được tiêu thụ ở thị truờng nội địa dưới dạng tươi sống hoặc qua chế biến. Gía trị xuất khẩu thuỷ sản của cả nước gia tăng từ 109 triệu USD...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài " CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG NGÀNH CHẾ BIẾN THỦY SẢN "

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGOẠI THƯƠNG BỘ MÔN HỢP TÁC ĐẦU TƯ QUỐC TẾ CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG NGÀNH CHẾ BIẾN THỦY SẢN Ngày 24 tháng 02 năm 2008
Giảng viên hướng dẫn: Đinh Hoàng Minh Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm: Chicken Run Lớp: Anh3_CĐK2 Thành viên nhóm: 1. Nguyễn Thái Bình Sbd 04 2. Đặng Thị Dơn Sbd 11 3. Nhữ Hương Giang Sbd 14 4. Phạm Thị Thu Hà Sbd 15 5. Nguyễn Thu Hằng (1987) Sbd 16 6. Lê Thu Hiền Sbd 21 7. Lê Thị Hồng Hoa Sbd 20 8. Lê Phương Thảo Sbd 29
BẢNG CHỮ VIẾT TẮT DOB: Biochemical Oxygen Demand- Nhu cầu ôxy hoá. COD: Chemical Oxygen Demand- Nhu cầu ôxy hoá học DO: Dissolved Oxygen- ôxy hoà tan. LL: Lưu lượng. N: Nitơ. P: Phốtpho SS: Suspended Solid- Chất rắn lơ lửng. UASB: Upflow Anaerobic Sludge Blanket- Hệ thống đệm bùn kị khí dòng lên
Më ®Çu ChÕ biÕn thuû s¶n lµ ngµnh kinh tÕ quan träng vµ cã tèc ®é t¨ng trëng nhanh ë níc ta.Theo sè liÖu cña côc Thèng kª thµnh phè Hå ChÝ Minh (1998), s¶n lîng thuû h¶i s¶n n¨m 1998 lµ 1676000 tÊn, trong ®ã cã 540000 tÊn do nu«i trång thuû s¶n. Kho¶ng 24,3% sè lîng nµy (400000 tÊn) ®îc chÕ biÕn ®Ó xuÊt khÈu vµ phÇn cßn l¹i ®îc tiªu thô ë thÞ truêng néi ®Þa díi d¹ng t¬i sèng hoÆc qua chÕ biÕn. GÝa trÞ xuÊt khÈu thuû s¶n cña c¶ níc gia t¨ng tõ 109 triÖu USD n¨m 1986 lªn 205 triÖu n¨m 1990 vµ ®¹t kho¶ng 670 triÖu USD n¨m 1996. Tõ n¨m 1996, hµng chôc nhµ m¸y chÕ biÕn míi ®îc x©y dùng , chñ yÕu tËp trung ë c¸c tØnh phÝa Nam, gi¶i quyÕt c«ng ¨n viÖc lµm cho ngêi lao ®éng, n©ng cao gi¸ trÞ xuÊt khÈu cña s¶n phÈm. Bªn c¹nh nh÷ng lîi Ých do ngµnh c«ng nghiÖp chÕ biÕn thuû s¶n ®em l¹i th× ®©y còng lµ ngµnh s¶n xuÊt g©y « nhiÔm nÆng nÒ cho m«i truêng, ®Æc biÖt lµ m«i trêng níc. MÆt kh¸c c¸c c¬ së chÕ biÕn l¹i tËp trung chñ yÕu ë ven biÓn.Trong mét sè c«ng ®o¹n cña d©y chuyÒn s¶n xuÊt, do kh«ng ®ñ níc ngät nªn ph¶i dïng níc mÆn, v× vËy níc th¶i cña c¸c c¬ së nµy Ýt nhiÒu bÞ nhiÔm mÆn. Do ®ã xö lý níc th¶i chÕ biÕn thuû s¶n lµ vÊn ®Ò mang tÝnh cÊp thiÕt cÇn ®îc ®Çu t nghiªn cøu vµ ®a vµo øng dông.
§Ó gãp phÇn t×m hiÓu kh¶ n¨ng xö lý níc th¶i chÕ biÕn thuû s¶n b»ng ph¬ng ph¸p sinh häc trong ®iÒu kiÖn cña ViÖt Nam, chóng t«i xin giíi thiÖu ®Ò tµi:”C¸c ph¬ng ph¸p xö lý níc th¶i trong ngµnh chÕ biÕn thuû s¶n” víi c¸c néi dung sau: 1. §èi tîng vµ lý do nghiªn cøu 2. T×nh h×nh « nhiÔm níc th¶i nãi chung vµ « nhiÔm chÊt h÷u c¬ nãi riªng 3. ¤ nhiÔm m«i trêng do ngµnh chÕ biÕn thuû s¶n 4. C¸c ph¬ng ph¸p xö lý níc th¶i 4.1.Ph¬ng ph¸p c¬ häc 4.2. Ph¬ng ph¸p ho¸ lý 4.3. Ph¬ng ph¸p ho¸ häc 4.4. Ph¬ng ph¸p sinh häc 4.4.1. Ph¬ng ph¸p hiÕu khÝ 4.4.2. Ph¬ng ph¸p kÞ khÝ 5. Điểm mạnh điểm yếu của công nghệ lựa chọn 6. Giải pháp phát triển công nghệ trong khu vực
1. §èi tîng vµ lý do chän ®Ò tµi §ối tîng nghiªn cøu lµ níc th¶i chÕ biÕn thuû s¶n bÞ nhiÔm mÆn, chóng t«i chän ®Ò tµi nµy v× nh÷ng lý do sau: + Thø nhÊt, ViÖt Nam lµ níc cã ngµnh Thuû s¶n ngµy cµng ph¸t triÓn cho nªn nhu cÇu xö lý níc th¶i ngµnh nµy ®Æt ra lµ rÊt cÊp thiÕt. + Thø hai, níc th¶i lo¹i nµy cã hµm lîng COD, N, P cao ®ßi hái ph¶i qua xö lý truíc khi tiÕn hµnh xö lý hiÕu khÝ. + Thø ba nhiÒu nhµ m¸y chÕ biÕn thuû h¶i s¶n ven biÓn do thiÕu níc ngät nªn ®· sö dông mét phÇn níc mÆn cho qu¸ tr×nh chÕ biÕn. 2. T×nh h×nh « nhiÔm níc nãi chung vµ « nhiÔm chÊt h÷u c¬ nãi riªng ë ViÖt Nam Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, tèc ®é ph¸t triÓn kinh tÕ nãi chung vµ c«ng nghiÖp nãi riªng ë níc ta ®ang gia t¨ng ®¸ng kÓ, c¸c vÊn ®Ò vÒ « nhiÔm m«i trêng còng v× thÕ mµ gia t¨ng, ®Æc
biÖt lµ « nhiÔm m«i trêng níc. C¸c t¸c nh©n g©y « nhiÔm quan träng lµ c¸c chÊt h÷u c¬ (dÔ ph©n huû vµ khã ph©n huû), kim lo¹i nÆng vµ c¸c ho¸ chÊt ®éc h¹i nh ch×, thuû ng©n, asen, clo, phenol,…, d lîng thuèc b¶o vÖ thùc vËt, vi khuÈn g©y bÖnh vµ c¸c chÊt v« c¬ nh H2S, NH4+, SO2-… Møc ®é « nhiÔm ®Æc biÖt nghiªm träng ®èi víi c¸c thµnh phè lín, n¬i tËp trung d©n c ®«ng ®óc, cã nhiÒu nhµ m¸y, xÝ nghiÖp. Theo sè liÖu thèng kª, t¹i Hµ Néi c¸c s«ng, hå, kªnh, r¹ch víi diÖn tÝch 723 ha hµng ngµy ph¶i tiÕp nhËn 300-400 ngh×n m3 níc th¶i sinh ho¹t, n- íc th¶i c«ng nghiÖp vµ níc th¶i tõ c¸c bÖnh viÖn kh«ng qua xö lý, trong ®ã lîng níc th¶i c«ng nghiÖp tõ 85-90 ngh×n m3. KÕt qu¶ ®o ®¹c x¸c ®Þnh t¹i 40 c¬ së ë Hµ Néi cho thÊy lîng níc th¶i trong mét ngµy ®ªm lµ 21.982 m3 vµ kh«ng qua xö lý tríc khi ®i vµo hÖ thèng dÉn níc cña thµnh phè do ®ã g©y « nhiÔm nÆng c¸c s«ng bao quanh Hµ Néi nh: Kim Ngu, T« LÞch…, lµm ¶nh hëng xÊu ®Õn søc khoÎ nh©n d©n trong thµnh phè vµ c¸c vïng xung quanh Hµ Néi. ¤ nhiÔm chÊt th¶i h÷u c¬ lµ mét trong nh÷ng nguyªn nh©n chÝnh g©y nªn t×nh tr¹ng « nhiÔm níc. C¸c chÊt h÷u c¬ chñ yÕn ®îc b¾t nguån tõ c«ng nghiÖp chÕ biÕn thùc phÈm nh: c¸c nhµ m¸y chÕ biÕn n«ng, l©m, thuû s¶n…Tuy nhiªn thµnh phÇn níc th¶i ë mçi nhµ m¸y lµ kh¸c nhau vµ phô thuéc vµo chñng lo¹i s¶n phÈm, c«ng nghÖ sö dông vµ qui m« s¶n xuÊt. 3. ¤ nhiÔm m«i trêng do ngµnh chÕ biÕn thuû s¶n Theo b¸o c¸o cña Bé Thuû s¶n (1998), lîng níc th¶i trung b×nh tõ mét tÊn s¶n phÈm lµ 15m3, trong khi s¶n lîng thuû s¶n n¨m 1998 lµ 1676000 tÊn. Nguån níc th¶i nµy cã nhu cÇu oxy
sinh ho¸ BOD5 trung b×nh 1250-1800 mg/l, COD kho¶ng 1600- 2300 mg/l vµ giµu c¸c chÊt dinh dìng víi hµm lîng nit¬ tæng céng tõ 70-120 mg/l. Nguån níc th¶i b¾t nguån tõ c¸c c«ng ®o¹n s¶n xuÊt nh: + S¬ chÕ nguyªn liÖu bao gåm röa mæ, r· ®«ng. + Qóa tr×nh hÊp luéc. + Qóa tr×nh ng©m thuû s¶n. + C«ng ®o¹n röa thiÕt bÞ. Lîng « nhiÔm g©y ra do ngµnh chÕ biÕn thuû s¶n vµ c¸c ngµnh kh¸c ®îc tr×nh bµy trong b¶ng 1. + Quá trình ngâm thuỷ sản + Công đoạn rửa thiết bị. Lượng ô nhiễm gây ra do ngành chế biến thuỷ sản và các ngành khác được trình bày trong bảng 1 Bảng 1. Thành phần và nồng độ các chất ô nhiễm từ công ngh ệ thực phẩm Lưu lượng Lượng ô nhiễm kg/ngày Ngành công ngiệp m3/ngày SS BOD TKN Chế biến hải sản 18.900 4.200 28.400 1.700 Bột giấy và giấy 49.200 54.900 104.800 340 Bột khoai mì 47.100 30.600 590.000 - Dệt và nhuộm 32.500 5.600 17.300 - Nước giải khát 15.600 4.400 19.000 630
Chế biến thịt 6.400 4.000 13.300 1.020 Ngành đường 5.520 6.900 32.000 72 Rau quả đóng hộp 3.700 520 2.700 70 Số liệu bảng 1 cho thấy ngành chế biến hải sản là một trong những ngành công nghiệp gây ô nhiễm nhiều nhất cho môi trường đ ặc biệt là môi trường nước. Nước thải chế biến thuỷ sản ch ứa chất hữu c ơ và chất dinh dưỡng (N,P) cao, tạo điều kiện cho các vi sinh v ật gây b ệnh phát triển như: vi khuản thương hàn, tả, lỵ, siêu vi trùng gan… và m ột s ố loài nấm gây bệnh cho da, đồng thời làm tăng lượng tảo trong n ước (hi ện tượng phú dưỡng-eutrophy). Loại nước thải này có nguy cơ gây ô nhiễm trầm trọng cho môi trường xung quanh nếu không được xử lí đúng mức. Ngoài ra nước thải chế biến thuỷ sản còn chứa dầu mỡ sinh ra từ quá trình chế biến cá có nhiều dầu. Một đặc điểm quan trọng khác là h ầu h ết các nhà máy chế biến thuỷ sản đề nằm ở ven biển, ngoại trừ thành phố Hồ Chí Minh, nên đều thiếu nước ngọt để chế biến. Vì vậy một số nhà máy dùng trực tiếp nước biển cho một số công đoạn trong quá trình chế biến như xả đá, mổ xẻ và rửa nguyên liêu. Do đó lượng nước thải này ít nhiều có độ mặn. Dưới đây là thành phần nước thải của nhà máy ch ế biến cá khô muối. Bảng 2: Thành phần nước thải nhà máy chế biến cá khô muối Nơi tập trung Thông số Đơn vị Bể nước muối Nước thải khác COD mg/l 5.250 873 BOD5 mg/l 5.250 670
SS mg/l 371 119 pH 6,17 6,77 Cl- mg/l 45,76 16,7 SO42- mg/l 26,8 10,01 N tổng mg/l 1,240 164 số P tổng số mg/l 4,72 5,25 Số liệu bảng 2 cho thấy việc ch ế biến cá khô mu ối s ản sinh ra một lượng nước thải có chứa nồng độ muối rất cao, từ 17 cho đến 46 g/l. Nước thải với hàm lượng muối cao như vậy khiến cho các tế bào vi khuẩn tham gia trong quá trình xử lý nước thải bị ức ch ế, bị mất nước, do áp lực thẩm thấu dẫn đến hiệu suất xử lý giảm. Vì vậy ngoài vấn đ ề ô nhiễm chất hữu cơ, một vấn đề đặc biệt khác cần phải quan tâm trước khi thiết lập một hệ thống kiểm soát ô nhiễm là việc nước thải của là việc nước thải của quá trình chế biến hải sản chứa hàm lượng muối (Na+, Cl-, SO42-) rất cao, khiến cho việc xử lý trửo nên khó khăn. Rõ ràng ô nhiễm môi trường nước nói chung và ô nhi ễm ch ất h ữu cơ do các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, nhất là công nghiệp chế biến thuỷ sản trong điều kiện nhiễm mặn đã đạt đến mức đặc biệt nghiêm trọng, đòi hỏi phải có nghiên cứu xử lý nhằm đảm bảo môi trường. 4. Các phương pháp xử lý nước thải 4.1. Phương pháp cơ học
Phương pháp này được dùng để loại bỏ các vật rắn kích thước lớn bao gồm những chất lơ lửng và các chất lắng đọng có bản ch ất vô c ơ hoặc hữu cơ. Để tách các hạt lơ lửng ra kh ỏi nước th ải, th ường ng ười ta sử dụng các quá trình thủy cơ (gián đoạn hay liên tục); l ọc qua song ch ắn hoặc lưới, lắng dưới tác dụng của lực trọng trường hoặc lực ly tâm hay lọc. + Lọc qua song chắn hoặc lưới chắn: Đây là bước xử lý sơ b ộ nhằm khử tất cả các tạp chất có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm tắc bơm, đường ống hay kênh dẫn. +Lắng: Quá trình này được dùng để loại bỏ các tạp chất ở dạng huyền phù thô ra khỏi nước. Sự lắng của các hạt xảy ra dưới tác dụng của trọng lực. Để tiến hành quá trình này người ta thường dùng các loại bể lắng khác nhau như: bể lắng cát (cấp I)-có nhiệm vụ tách các ch ất rắn hữu cơ và các chất rắn khắc và bể lắng trong (cấp II)- có nhiệm vụ tách bùn sinh học ra khỏi nước thải. 4.2. Phương pháp hóa lý + Đông tụ và keo tụ: Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù hợp nhưng không thể tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là nh ững hạt rắn có kích th ước quá nh ỏ. Đ ể tách các hạt rắn đó một cách có hiệu quả bằng phương pháp l ắng c ần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hỗ của các h ạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt nhằm tăng tốc độ lắng c ủa chúng. Vi ệc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lượng đòi hỏi trước hết cần trung hòa điện tích của chúng, sau đó liên kết chúng với nhau. Quá trình trung hòa điện tích được gọi là quá trình đông tụ, khác với quá trình keo tụ là
quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ. Các chất keo tụ thường dùng là Al 2 (SO 4 ) 3 , FeCl 3 ,… +Tuyển nổi: Phương pháp tuyển nổi được sử dụng để tách các tạp chất phân tán không tan, tự lắng kém ra kh ỏi pha l ỏng . Trong m ột s ố trường hợp, quá trình này dùng để tách các chất hòa tan như các ch ất ho ạt động bề mặt. Về nguyên tắc, tuyển nổi được sử dụng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học. Quá trình tuyển nổi đươc thực hiện bằng cách sục các bọt khí vào pha lỏng. Các bọt khí đó dính bán v ới các h ạt và khi lực nổi của tập hợp bóng khí và hạt đủ lớn s ẻ kéo h ạt nổi lên b ề m ặt sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao. 4.3. Phương pháp hoá học Các phương pháp hóa học dùng trong xử lý nước thải gồm có: trung hòa, ôxy hóa khử. Phương pháp này dùng để khử các ch ất hòa tan trong hệ thống cấp nước khép kín. Đôi khi ,chúng còn dùng để xử lý sơ bộ trước khi xử lý sinh học hay sau công đoạn này, như m ột ph ương pháp xử lý nước thải lần cuối trước khi thải vào môi trường. +Phương pháp trung hoà: Nước thải chứa axit vô cơ hoặc ki ềm cần được trung hoà để đưa pH về khoảng 6,5-8,5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc cho công nghệ xử lý tiếp theo. Phương pháp trung hoà có thể thực hiện bằng nhiều cách phụ thuộc vào thể tích, nồng độ nước thải, chế độ nước thải, khả năng sẵn có và giá thành của tác nhân hoá học. Trong quá trình trung hoà một lượng bùn cặn được tạo thành. L ượng bùn này phụ thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại và lượng các tác nhân sử dụng cho quá trình.
+ Phương pháp ôxy-hoá khử: Phương pháp này sử dụng các chất ôxy hoá như Cl ở dạng khí và dạng hoá lỏng để ôxy hoá các ch ất đ ộc h ại trong nước thải thành các chất ít độc hơn và tách ra khỏi môi trường nước. Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn tác nhân hoá học nên ch ỉ dùng trong những trường hợp không thể dùng các phương pháp khác. 4.4. Phương pháp xử lý sinh học Phương pháp xử lý sinh học được sử dụng để làm sạch nước thải sinh hoạt cũng như nước thải sản xuất khỏi nhiều chất hữu cơ và một số chất vô cơ như H2S, các sunfít, amoniac, nitơ... Phương pháp này dựa trên cơ sở sử dụng hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các ch ất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải. Đầu tiên các vi sinh vật có khả năng phân huỷ sẽ bẻ gãy các đại phân tử hữu cơ như protêin, xenluloza, tinh bột, chất béo, tạo thành các chất đơn giản h ơn. Các ch ất này ti ếp t ục được các vi sinh vật khác phân giải tạo thành các hợp chất vô cơ tan trong nước.Sau đó nhóm vi sinh vật chuyên hoá đặc trưng sẽ loại bỏ các h ợp chất như lưu huỳnh,nitơ vô cơ liên kết. Người ta có th ể phân loại các phương pháp sinh học dựa trên các cơ sở khác nhau. Song nhìn chung có thể chia chúng thành 2 loại chính sau: Phương pháp xử lý hiếu khí và k ị khí. 4.4.1. Phương pháp xử lý hiếu khí Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo.Trong điều kiện tự nhiên,quá trình diễn ra với hiệu suất thấp và chậm hơn so với quá trình xử lý trong đi ều kiện nhân tạo.
Phương pháp này lợi dụng khả năng phân huỷ các h ợp chất hữu cơ của vi sinh vật hiếu khí.Do đó trong điều kiện nhân tạo, để nâng cao hiệu suất xử lý người ta bổ sung liên tục ôxy và duy trì nhi ệt độ trong khoảng 20-40o C.xử lý bằng phương pháp hiếu khí trong điều kiện nhân tạo bao gồm: bể thông khí sinh học (bể aeroten), lọc sinh h ọc ho ặc đĩa sinh học. + Xử lý trong các aeroten: ở đây nứơc thải được cho ch ảy vào bể chứa bùn hoạt tính, bể này luôn được sục khí để đảm bảo luôn bão hoà oxy và duy trì bùn ở trạng thái lơ lửng . Không khí được cấp vào nước thải bằng cách nén khí qua bộ phận khuyếch tán ngập nước hay b ằng s ục khí, hoạc dùng khuấy cơ học thổi không khí vào chất lỏng. +Xử lý trong các bể sinh học: đây là thiết bị phản ứng sinh học trong đó các vi sinh vật sinh trưởng cố định trên một lớp màng bám trên vật liệu lọc. Nước thải được phun từ trên xuống qua lớp vật liệu lọc. Ở bề mặt màng lọc, vi sinh vật hấp thụ chất hữu cơ và chúng sử dụng oxy hoà tan trong nước thải để oxy hoá các chất hữu cơ của nước thải. 4.4.2. Phương pháp kị khí: Phương pháp kị khí được dùng để xử lý nước thải ô nhiễm chất hữu cơ cao cũng như lên men bùn cặn sinh ra trong quá trình xử lý bằng phương pháp sinh học. Đây là phương pháp cổ điển nh ất dùng dể ổn định cặn trong đó các vi khuẩn yếm khí phân huỷ các chất hữu cơ. Tuỳ vào loại sản phẩm cuối cùng mà ng ười ta phân lo ại quá trình này thành: lên men rượu, lên men axít lactic, lên men metan...Nh ững sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men là: cồn, axít h ữu cơ, axeton, khí (CO2, H2, CH4 ). Sự phân huỷ kị khí các chất ô nhiễm trong nước th ải có
thể gồm ba pha: pha thuỷ phân (axít hoá), pha sinh axetat và pha sinh metan. trước tiên các chất ô nhiễm được thuỷ phân và tạo thành các axít béo hay hơi bởi các vi khuẩn yếm khí tuỳ tiện (vi khuẩn sinh axít). Sau đó các axít này được vi khuẩn sinh axetat biến đổi thành axetat, CO 2, H2 (bởi vi khuẩn sinh axetat). Cuối cùng cả axetat, CO2, H2, được vi khuẩn sinh metan biến đổi thành metan. Phản ứng của sự tạo thành metan xảy ra như sau: CO2 + H2A → CH4 + 4A + 2H2O (H2A là chất hydro) Hoặc: CO + 3H2 → CH4 + CO2 ; CO + 2H2O → CH4 Hay có thể được tạo thành do phân giải axít axetic : CH3COOH → CH4 +CO2 ; CO2 +H2 → CH4 + H2O ; Quá trình phân huỷ chất hữu cơ trong điều ki ện y ếm khí được minh hoạ trên hình 1. Chất hữu uơ ơ Chất hữ c c Chất hữu cơ R-COO- 1 1 3 CO2 2 H2 2 HOAc CO2 H2 HOAc 22 2a 2b CH4 4 CH4+CO2 4 2 CH4 CH4+CO2 Hình 1. Quá trình phân hủy chất hữu cơ trong lên men mêtan
1: Vi khuẩn lên men 2: Vi khuẩn sinh mêtan 3: Các vi khuẩn axetic sinh hidro 2a: Vi khuẩn dinh dưỡng hidro R: Gốc cacbuahidro 2b: Vi khuẩn dinh dưỡng nitrat Quá trình sinh mêtan nhìn chung chịu ảnh hưởng của các yếu tố nh ư: nhiệt độ, pH, hàm lượng bùn, mức độ khuấy trộn, điều kiện yếm khí và các nguyên tố vi lượng. Nhìn chung nhiệt độ tối ưu cho quá trình là 35 oC, pH thích hợp là pH trung tính . Hàm lượng bùn và mức độ khuấy trộn cũng là y ếu t ố r ất quan trọng quyết định hiệu quả xử lý. Thông thường hàm lượng bùn từ 7-9% là tối ưu. Đồng thời quá trình xử lý này đòi hỏi điều kiện k ị khí do v ậy s ự mêtan hóa sinh học phải được tiến hành trong bể kín. Ngoài ra ph ải k ể đ ến ảnh hưởng của dòng vi khuẩn, thời gian lưu đủ đảm bảo hiệu suất khử của chất gây ô nhiễm và điều kiện không chứa hóa chất độc . Dựa trên nguyên tắc phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí, người ta đã xây dựng một số hệ thống xử lý nước thải sau đây + Hồ yếm khí. + Hệ thống đệm bùn kị khí dòng lên (UASB). + Hệ thống UASB cải tiến. Trong hệ thống UASB, nước thải sau khi được điều ch ỉnh pH sẽ đ ược bơm từ dưới lên qua lớp đệm bùn (tạo ra từ các bông hoặc các hạt sinh khối hoạt động) bằng bơm định lượng. Hỗn hợp bùn yếm khí trong h ệ th ống sẽ hấp thu các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải, phân hủy và chuyển hóa chúng. Khí sinh ra đủ để các hạt bùn chuyển động liên tục và các lớp bùn được trộn đều. Một số hạt bị rơi ra khỏi lớp bùn nhưng bị mất “bẫy khí” chúng lắng xuống trở lại lớp bùn.
Bùn hoạt tính là sinh khối, đóng vai trò quyết định đối với vi ệc phân hủy và chuyển hóa chất hữu cơ. Trong mô hình này bùn được hình thành hai vùng rõ rệt: ở ¼ bể tính từ đáy lên, lớp bùn được hình thành do các hạt cặn keo tụ nồng độ từ 5-7%, phía trên lớp này là lớp bùn lơ lửng nồng độ t ừ 1000 – 3000 mg/lít gồm các bông cặn chuyển động giữa các bùn đáy và bùn ho ạt tính từ ngăn đáy rơi xuống. Trên bề mặt tiếp giáp với pha khí, nồng độ bùn trong nước là bé nhất. Nồng độ bùn hoạt tính cao cho phép hệ th ống làm vi ệc v ới tải trọng chất hữu cơ cao. Nghiên cứu sự phân bố bùn và vi sinh v ật theo t ầng của mô hình UASB thực nghiệm cũng cho bức tranh tương tự. Ở phần ph ản ứng của UASB với chiều cao là một mét và chia làm bốn ph ần (từ dưới lên) thì ở tầng 1 hàm lượng bùn là 25,79 – 27,38 g/l trong đó ở t ầng 2, 3 và 4 các s ố liệu tương ứng là 21,98 – 23,54; 5,09 – 5,28; 0,12 – 0,13 g/l. So với xử lý hiếu khí, xử lý nước thải ô nhiễm chất h ữu cơ bằng phương pháp phân giải kị khí có những ưu việt hơn thể hi ện ở nh ững đặc điểm sau: + Không cần ôxi như trong xử lý hiếu khí nên chi phí năng lượng thấp. + Chỉ sinh ra một lượng nhỏ bùn dư thừa. + Thu hồi được lượng khí metan có giá trị sử dụng (70 – 80% t ổng lượng khí). + Khả năng khử COD cao. Trên thế giới, hệ thống UASB được sử dụng để sử lý nước th ải từ vài thập kỉ nay và đã có hàng trăm cơ sở sử dụng phương pháp này để sử lý các loại nước thải khác nhau. Ở Việt Nam đã có nhiều cơ sở sử dụng mô hình này kết h ợp với phương pháp sử lý hiếu khí: nhà máy bia Việt Nam, nhà máy bia C ần Th ơ, nhà
máy Vedan ( Đồng Nai), Cty cao su Long Thành( Đồng Nai), song t ất c ả h ệ thống này còn nhiều vấn đề cần giải quyết. Trong mấy trăm năm gần đây, tại phòng công nghệ Tảo, Viện công nghệ sinh học – Trung tâm Khoa Học Tự Nhiên và Công Nghệ Quốc Gia, các nghiên cứu sử lý nước thải công nghiệp đã được tiến hành và thu được một số kết quả khả quan. Phòng thí nghiệm đã thực hiện đề tài: “nghiên cứu x ử lý nước thải hữu cơ giàu Nito và Phốt pho” thuộc chương trình trọng điểm cấp nhà nước KC-04-02. Nước thải chế biến thủy sản là đối tượng nghiên c ứu của đề tài này. Đây là vấn đề phức tạp đòi h ỏi nhiều nghiên c ứu t ừ c ơ s ở phòng thí nghiệm đến những ứng dụng thực tiễn, từ sử lý hiếu khí đ ến k ị khí và phối hợp giữa chúng với nhau. Kết luận: Trong nhiều giải pháp xử lý nước thải được đưa ra cho đến nay, phương pháp công nghệ sinh học được đánh giá cao nhất với chi phí rẻ và hiệu quả. Phân cấp, phân quyền trong quản lý là vấn đề then chốt, song cần có sự phối hợp chặt chẽ hơn nữa giữa Nhà nước, các nhà khoa h ọc và các doanh nghiệp để giải quyết những tồn tại và định hướng cho tương lai trong công tác quản lý và bảo vệ môi trường sản xuất thuỷ s ản, h ướng t ới sự phát tri ển b ền vững. 5. Phân tích điểm mạnh điểm yếu của phương pháp lựa chọn Kết quả phân hạng cơ sở công nghiệp theo các tiêu chí bảo v ệ môi trường của ngành Chế biến thủy sản Bước đầu đánh giá mức độ ô nhiễm và tính tuân thủ của 20 nhà máy thuộc ngành này dựa trên 8 tiêu chí bảo vệ môi trường, kết quả cho th ấy (hình 1): Mức độ màu sắc đặc trưng cho môi trường tập trung ở một s ố m ức c ụ th ể
như sau: kém (đen), đạt (nâu) và khá (xanh da trời). Hiện ch ưa có c ơ s ở đ ạt t ốt (xanh lá cây), xuất sắc (vàng) và chưa đạt (đỏ). Trong 03 mức đạt được của ngành chế biến thuỷ sản, màu nâu chiếm tỷ lệ khá cao (60%), con số này cho thấy tình hình môi trường và các biện pháp bảo vệ môi trường của ngành đang ở mức độ trung bình. Số lượng cơ sở thuộc mức khá rất ít, chiếm 15%, đây là nh ững cơ sở s ản xuất khá ổn đ ịnh, công nghệ tiên tiến và đã có chú trọng đến công tác bảo vệ môi trường. Trong số 25% các nhà máy được xếp hạng kém, phần lớn là các cơ sở còn xen lẫn trong khu dân cư chưa được quy hoạch. Mặc dù sản xu ất ổn định, thay đổi công nghệ, song ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến dân cư là điều không thể tránh khỏi. * Đánh giá theo từng tiêu chí, ngành Chế biến thuỷ sản được đánh giá như sau: Kết quả quan trắc của mỗi nhà máy trong vòng 02 năm trở lại đây được sử dụng để đánh giá tiêu chí 1. Kết quả phân tích cho th ấy, 90% nhà máy không đạt TCVN (5945-1995, B) đối với nước thải sau hệ thống xử lý. Điều nay cho thấy, chất ô nhiễm của ngành Chế biến thuỷ sản rất đ ặc thù, mức tác động về mặt môi trường đến các khu vực xung quanh là khá cao mặc dù một số nhà máy có hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh. Kết quả quan trắc nước thải sau hệ thống xử lý của các nhà máy thu ộc ngành trong m ột vài năm trở lại đây cho thấy, hàm lượng BOD5, COD còn ở mức khá cao, m ức đ ộ vượt TCVN đối với 02 thông số này từ 1 - 35 lần. Các ch ỉ tiêu khác nh ư SS, N tổng có vượt tiêu chuẩn quy định nhưng không đáng kể. Đây là ngành có nhiều nhạy cảm về môi trường bởi mức độ ô nhiễm của nước thải và đặc thù của mùi hôi, do đó luôn được cộng đồng quan tâm.
Từ năm 1999 đến nay, có 12 cơ sở có khiếu nại từ phía cộng đồng, trong đó có 7 cơ sở bị xử phạt hành chính ít nhất là 01 lần, có 02 cơ sở bị xử phạt 2 lần, đó là Xí nghiệp Chế biến thuỷ sản Hoà Cường và Xí nghiệp Chế biến thuỷ đặc sản số 10. Sự can thiệp của cộng đồng chủ yếu là vấn đề nước thải và mùi hôi. Nước thải của một số nhà máy bị khiếu kiện nằm trong khu vực dân cư, đã gây ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động dân sinh của con người. Hình 1 Sự cố môi trường không xảy ra đối với ngành Chế biến thuỷ s ản trong vài năm trở lại đây. Đây cũng chính là kết quả của việc bước đ ầu áp d ụng các công nghệ xử lý nêu trên, và đặc biệt là việc áp dụng công nghệ sinh học trong việc xử lý nước thải. Như vậy cùng với việc khắc phục những y ếu đi ểm c ủa ngành đã cho thấy sự tối ưu cũng như ưu điểm vượt trội của công ngh ệ xử lý nước thải với ngành, cả trước mắt cũng như lâu dài. 6.Giải pháp phát triển công nghệ trong khu vực: