intTypePromotion=3

Luận văn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh với năng suất 8 tấn sản phẩm/ngày

Chia sẻ: Vo Quoc Huong | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:53

0
363
lượt xem
125
download

Luận văn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh với năng suất 8 tấn sản phẩm/ngày

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo luận văn - đề án 'luận văn thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh với năng suất 8 tấn sản phẩm/ngày', luận văn - báo cáo, nông - lâm - ngư phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh với năng suất 8 tấn sản phẩm/ngày

  1. Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh Luận văn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh với năng suất 8 tấn sản phẩm/ngày SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 1 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
  2. Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài Ngành công nghiệp chế biến thủy hải sản đã và đ ang đem lại những lợi nhuận không nhỏ cho nền kinh tế Việt Nam nói chung và của ngư ời nông dân nuôi trồng thủy hải sản nói riêng. Nhưng bên cạnh những lợi ích mà nó mang lại như giảm đối nghèo, tăng trưởng GDP cho quốc gia thì nó cũng để lại những hậu quả thật khó lường đối với môi trường sống của chúng ta. Hậu quả là các con sông, kênh rạch nước bị đen bẩn và bốc mùi hôi thối một phần là do việc sản xuất và chế biến thủy hải sản thải ra một lượng lớn n ước thải có mùi hôi tanh vào môi trường mà không qua bất kỳ giai đoạn xử lý nào. Chính điều này đã gây ảnh hưởng rất lớn đối với con ngư ời và hệ sinh thái gần các khu vực có lượng nư ớc thải này thải ra. Đứng trước những đòi hỏi về một môi trường sống trong lành của người dân, cũng như qui định về việc sản xuất đối với các doanh nghiệp khi nước ta gia nhập WTO đ òi hỏi mỗi một đơn vị sản xuất kinh doanh phải cần có một hệ thống xử lý nước thải nhằm giảm thiểu ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. Trư ớc những vấn đề cấp bách đó, em đã chọn đề tài “ Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh với năng suất 8 tấn sản phẩm/ngày” sẽ giải quyết được vấn đề ô nhiễm từ nguồn nư ớc thải của nhà máy, góp phần bảo vệ nguồn n ước nhằm phục vụ lâu dài cho nhu cầu phát triển kinh tế xã hội theo hướng phát triển bền vững. 1.2 Mục đích nghiên cứu Xử lí nước thải nh à máy ho ạt động chấ biến thủy sản đông lạnh với năng suất 8 tấn sản phẩm /ngày, chất lượng nước thải sau xử lí đạt loại A (theo TCVN 5945 – 2005) đ ể có thể thải vào nguồn tiếp nhận. 1.3 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp phân tích vi sinh vật - Phương pháp phân tích xử lí số liệu . - Phương pháp sưu tầm, thống kê số liệu. SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 2 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
  3. Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về nghành chế biến thủy sản đông lạnh 1.1.1 Hướng phát triển của ngành chế biến thuỷ sản đông lạnh ở nước ta Nhu cầu thực phẩm trên thế giới ngày càng cao, mức tiêu dùng ngày càng lớn. Mà mỗi nước có những thế mạnh khác nhau về từng loại mặt hàng, bên cạnh đó cũng có nhiều mặt hàng không đủ đáp ứng cho người tiêu dùng thì việc nhập từ các nước khác là điều tất yếu. Ở nước ta, nguyên liệu d ành cho chế biến thuỷ sản đông lạnh rất phong phú và đa dạng từ các loại thuỷ sản tự nhiên cho đến các loại thuỷ sản nuôi nên rất thuận lợi cho sự phát triển của ngành công nghiệp n ày, với các đặc sản như: cá lạnh đông, mực lạnh đông, tôm lạnh đông… Hiện nay có h ơn 150 cơ sở, nhà máy chế biến thuỷ sản đông lạnh rãi rác kh ắp các tỉnh và thành phố, đặc biệt ở Thành phố Hồ Chí Minh tập trung khoảng 36 công ty, xí nghiệp thuộc ngành này. Công ty xuất nhập khẩu thuỷ sản Seaspimex, công ty nông sản thực phẩm xuất khẩu Thành phố Hồ Chí Minh, xí nghiệp quốc doanh chế biến hàng xuất khẩu Cầu Tre là một trong những đơn vị đi đầu trong lĩnh vực chế biến thực phẩm, chế biến lạnh đông với năng xuất lớn hơn 950 tấn thực phẩm đặc biệt xuất khẩu sang các nước Châu Âu. Ở Đà Nẵng, nhà máy ch ế biến thực phẩm Danifood đ ã cung cấp một lượng sản phẩm từ chế biến thuỷ sản tương đối lớn cho người tiêu dùng và cho xuất khẩu. Nhìn chung công nghiệp chế biến thuỷ sản ở nư ớc ta khá phát triển và mang lại hiệu quả kinh tế – xã hội cao. Trong tương lai ngành công nghiệp này sẽ mở rộng hơn với năng su ất và ch ất lượng cao hơn để đáp ứng thị hiếu của người tiêu dùng và xuất khẩu. SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 3 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
  4. Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh 1.1.2 Nguồn gốc phát sinh, thành phần và tác động môi trường của các chất ô nhiễm trong ngành chế biến thủy sản. 1.1.2.1 Nguồn gốc phát sinh. Nguyên liệu Tiếp nhận và bảo quản Nước thải Nước Rửa sơ bộ Nước thải Phân loại Loại bỏ nội tạng và những Xử lí phần không cần thiết Nước Rửa sạch Nước thải Làm ráo Xếp khuôn Nước thải không cần xử lí Lạnh đông Nước Ra khuôn Nước Nước thải Đóng gói Trữ đông SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 4 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
  5. Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh - Nước thải từ các công đoạn trong quy trình sản xuất của nh à máy: + Công đoạn tiếp nhận và b ảo quản nguyên liệu: lượng n ước thải từ công đoạn này là do lượng đá ướp nguyên liệu chảy ra. + Công đoạn rửa sơ bộ + Công đoạn rửa, làm ráo nguyên liệu sau khi cắt bỏ nội tạng và ngững phần không cần thiết. + Công đoạn lạnh đông sản phẩm: lư ợng nước thải từ quá trình này do làm mát phá băng. Lượng nước thải này không chứa nhiều chất bẩn do đó không cần xử lí. + Công đoạn ra khuôn sản phẩm sau khi đông lạnh: lượng nước thải sinh ra do quá trình tách sản ph ẩm ra khỏi khuôn sau khi làm lạnh. - Nước thải từ các quá trình khác: + Nước từ các quá trình rửa thiết bị, nhà xưởng, dụng cụ chứa nguyên liệu và sản phẩm. + Từ quá trình làm nguội máy móc và phá băng ở các d àn làm lạnh + Nước thải sinh hoạt trong nhà máy 1.1.2.2 Thành phần và tính chất nước thải thủy sản. Bảng 1.1 Tính chất, thành ph ần của nước thải thủy sản đông lạnh Thông số Đơn vị Giá trị pH 6 ,3 ÷ 7,2 COD mg/l 1000 ÷ 1200 BOD5 mg/l 600 ÷ 950 Nitơ hữu cơ mg/l 70 ÷ 110 Tổng photpho mg/l 8 SS mg/l 100 ÷ 300 [1,tr 409 - 410] Với các quy trình công nghệ như trên thì nguồn phát sinh chất thải gây ô nhiễm chủ yếu trong các công ty chế biến thủy sản đông lạnh thì đ ược chia làm ba dạng: chất thải rắn, chất thải lỏng và ch ất thải khí. Chất thải rắn Chất thải rắn thu đư ợc từ quá trình chế biến tôm, mực, cá, sò có đầu vỏ tôm, vỏ sò, da, mai mực, nội tạng… Thành phần chính của phế thải sản xuất các sản phẩm thuỷ sản chủ yếu là các chất hữu cơ giàu đạm, canxi, phốtpho. To àn bộ phế liệu này đư ợc SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 5 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
  6. Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh tận dụng để chế biến các sản phẩm phụ, hoặc đem bán cho dân làm thức ăn cho người, thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm hoặc thuỷ sản. Ngoài ra còn có một lượng nhỏ rác thải sinh hoạt, các bao bì, dây niềng hư hỏng hoặc đ ã qua sử dụng với thành ph ần đặc trưng của rác thải đô thị. Chất thải lỏng Nước thải trong công ty chế biến thủy sản đông lạnh phần lớn là nước thải trong quá trình sản xuất bao gồm nước rửa nguyên liệu, bán th ành ph ẩm, nước sử dụng cho vệ sinh và nhà xưởng, thiết bị, dụng cụ chế biến, nước vệ sinh cho công nhân. Lượng nước thải và nguồn gây ô nhiễm chính là do nước thải trong sản xuất. Chất thải khí Khí th ải sinh ra từ công ty có thể là: - Khí thải Chlor sinh ra trong quá trình kh ử trùng thiết bị, nhà xưởng chế biến và khử trùng nguyên liệu, bán thành phẩm. - Mùi tanh từ mực, tôm nguyên liêu, mùi hôi tanh từ nơi chứa phế thải, vỏ sò, cống rãnh. 1.1.2.3 Tác động của nước thải thủy sản đông lạnh đến môi trường. Nước thải chế biến thuỷ sản có hàm lượng các chất ô nhiễm cao nếu không được xử lý sẽ gây ô nhiễm các nguồn nước mặt và nước ngầm trong khu vực. Đối với nước ngầm tầng nông, nư ớc thải chế biến thuỷ sản có thể thấm xuống đất và gây ô nhiễm nước ngầm. Các nguồn nước ngầm nhiễm các chất hữu cơ, dinh dưỡng và vi trùng rất khó xử lý th ành nước sạch cung cấp cho sinh hoạt. Đối với các nguồn nước mặt, các chất ô nhiễm có trong nước thải chế biến thu ỷ sản sẽ làm suy thoái chất lượng nước, tác động xấu đến môi trường và thủy sinh vật, cụ thể như sau: 1.1.2.3.1 Các chất hữu cơ. Dựa vào đ ặc điểm dể bị phân hu ỷ do vi sinh vật có trong nước m à có th ể phân chất hữu cơ thành: - Các chất hữu cơ dễ phân hủy Đó là các hợp chất protein, hyđratcacbon, chất béo nguồn gốc Động vật và Thực vật. Đây là những chất gây ô nhiễm chính có nhiều trong nước thải sinh hoạt, nước thải từ các xí nghiệp chế biến thực phẩm. Các hợp chất này ch ủ yếu làm suy SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 6 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
  7. Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh giảm oxy hoà tan trong nước dẫn đến suy thoái tài nguyên thu ỷ sản và làm giảm chất lượng nước cấp sinh hoạt. - Các chất hữu cơ khó b ị phân hủy Đó là những chất có vòng thơm (hiđratcacbua của dầu khí), các chất đa vòng ngưng tụ, các hợp chất clo hữu cơ, photpho hữu cơ… trong số các chất n ày có nhiều hợp chất là các chất hữu cơ tổng hợp. Hầu hết chúng là các chất có độc tính đối với sinh vật và con ngư ời, chúng tồn lưu lâu dài trong môi trường và cơ th ể sinh vật, gây độc tích luỹ, ảnh hưởng nguy hại đến cuộc sống. - Một số hợp chất có độc tính cao trong môi trường nước Các ch ất hữu cơ có độc tính cao thường khó bị phân huỷ bởi vi sinh vật. Trong tự nhiên chúng khá bền vững, có khả năng tích lu ỹ và lưu giữ lâu d ài trong môi trường, gây ô nhiễm và làm ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái. Chúng có thể gây ngộ độc hoặc là tác nhân gây những bệnh hiểm nghèo cho động vật cũng như con người.Các chất này thường gặp là polyclorophenol, polyclorobiphenyl (PCB), các thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ… 1.1.2.3.2 Các chất vô cơ Trong nước thải có một lượng khá lớn các chất vô cơ tu ỳ thuộc vào nguồn nước thải, đặc biệt trong nước thải công nghiệp còn có thể chứa các kim loại nặng có độc tính cao như Hg, Cr… - Các ch ất chứa Nitơ: Trong nước, hợp chất chứa Nitơ thường tồn tại ở 3 dạng: hợp chất hữu cơ, amoniac và d ạng oxy hoá (nitrat, nitrit). + Amoniac (NH3): với nồng độ 0,01mg/l NH3 đã gây độc cho cá qua đường máu, nồng độ 0,2 ÷ 0,5 mg/l đã gây độc cấp tính. + Nitrat (NO3-): khi hàm lượng NO3- trong nước trên 10 mg/l làm cho rong tảo dể phát triển, gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng n ước sinh hoạt và nuôi trồng thuỷ sản. Bản thân NO3- không phải là chất có độc tính nhưng ở trong cơ thể nó chuyển hoá thành nitrit (NO2-) rồi kết hợp với một số chất khác có thể tạo th ành các hợp chất nitrozo, là các ch ất có khả năng gây ung thư. Hàm lư ợng NO3- trong nư ớc cao mà uống phải sẽ gây bệnh thiếu máu, làm trẻ xanh xao do chức năng của hemoglobin bị giảm. SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 7 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
  8. Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh - Các hợp chất chứa Photpho: Trong nước photpho thường ở các dạng muối photphat của axit photphorit (H2PO4-, HPO4-2, PO4-3), hợp chất photpho hữu cơ… bản thân photphat không ph ải là chất gây độc, nhưng quá cao trong nước sẽ làm cho nước có hiện tượng “nở hoa”, làm giảm ch ất lượng nư ớc. - Một số kim loại nặng: Hầu hết các kim loại nặng đều có độc tính cao đối với người và động vật. Trong nước thải công nghiệp thường có các kim loại nặng nh ư Hg, Cr, Pb… + Chì (Pb): thường tồn tại ở 2 dạng Pb+2 và Pb+4 nhưng hay gặp nhất và có độ bền cao nhất là muối của Pb +2. Chì có độc tính với Não, có khả năng tích luỹ lâu d ài trong cơ thể, nhiễm độc có thể gây chất người. Chì có trong nước thải các xí nghiệp sản xuất pin, acquy, luyện kim…Trên cơ sở liều chịu đựng của cơ thể là 3,5 µg/l, trong nước uống qui định cho hàm lượng ch ì là 10 ÷ 40 µg/l, trong nước sinh hoạt theo TCVN là 0,05 µg/l. + Crom (Cr): có tính độc cao đối với người và động vật, độc nhất là Cr VI. Nồng độ cho phép của WHO đối với Cr là 0,05 mg/l trong nước uống, TCVN qui định Cr VI trong nước sinh hoạt là 0,05 mg/l. - Một số chất hữu cơ khác cần quan tâm trong nước. + Ion sunphat (SO4-2): khi ở nồng độ cao có thể gây ra bệnh đi tháo, mất nước, nhiễm độc đối với cá, ảnh hưởng tới việc hình thành H2S trong nước… + Clorua (Cl-): làm nước có vị mặn, ở nồng độ cao có tác hại đối với cây trồng… + Hyđrosunfua (H2S): được hình thành chủ yếu từ môi trường nước yếm khí, có mùi trứng thối. Giới hạn phát hiện về mùi và vị của H2S trong nước là 0,05 ÷ 0,1 mg/l và tiêu chuẩn chung cho nước sinh hoạt là dưới ngưỡng nồng độ cảm nhận về mùi và vị. 1.1.2.3.3 Các vi sinh vật gây bệnh có trong nước thải Các sinh vật gây bệnh cho người, động vật, thực vật gồm có vi khuẩn, virut, giun, sán… nhưng chủ yếu là vi khu ẩn và virut. Các vi khuẩn samonella, shigella… thường sống rất lâu từ 40 ngày đ ến nhiều tháng trong nước thải, chúng gây bệnh thương hàn, bệnh lị… cho người và động vật. Ngoài ra, trong nước thải có thể có nhiều loại virut (như virut đường ruột, virut viêm gan A…) và các loại giun sán ( như sán lá gan, sán dây…) SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 8 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
  9. Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh 1.1.3 Một vài thông số cơ bản đánh giá chất lượng nước 1.1.3.1 Độ pH: Độ pH là một trong những chỉ tiêu xác định đối với nư ớc cấp và nư ớc thải. Chỉ số này cho th ấy cần thiết phải trung hoà hay không và tính lượng hoá chất cần thiết trong quá trình xử lý đông keo tụ, khử khuẩn… Sự thay đổi pH làm thay đổi các quá trình hoà tan hoặc keo tụ, làm tăng hoặc giảm vận tốc của các phản ứng hoá sinh xảy ra trong nước. 1.1.3.2 Chất rắn lơ lửng dạng huyền phù (SS) Chất rắn lơ lửng dạng huyền phù (SS) là trọng lư ợng khô của chất rắn còn lại trên giấy lọc sợi thuỷ tinh khi lọc 1 lít nước qua phểu lọc Gooch rồi sấy khô ở 103 ÷ 105 0C tới khi trọng lượng không đổi. Đơn vị tính thường dung là mg/l. 1.1.3.3 Chỉ số BOD BOD: là nhu cầu oxy sinh học tức là lượng oxy cần thiết để oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước bằng vi sinh vật. Xác định BOD được dùng rộng rải trong kỷ thuật môi trường để: - Tính gần đúng lượng oxy cần thiết để oxy hoá các chất hữu cơ d ể phân hủy có trong nước thải. - Làm cơ sở tính toán kích thước các công trình xử lý. - Xác định hiệu suất xử lý của một số quá trình. - Đánh giá chất lượng nước sau khi xử lý được phép thải vào các nguồn nước. Phương pháp xác định BOD có một số hạn chế: - Yêu cầu vi sinh vật trong mẫu phân tích cần phải có nồng độ các tế bào sống đủ lớn và các vi sinh bổ sung phải được thích nghi với môi trư ờng. - Nếu nước thải có các chất độc hại phải xử lý sơ bộ để loại bỏ các chất đó, sau đó m ới tiến hành phân tích, đồng thời cần chú ý giảm ảnh hưởng của các vi khuẩn nitrat hoá. - Thời gian phân tích quá dài. Trong thực tế người ta không thể xác định lượng oxy cần thiết để phân hủy hoàn toàn chất hữu cơ b ằng phương pháp sinh học m à ch ỉ xác định chỉ số BOD5. BOD5: là lượng oxy cần thiết để oxy hoá các chất hữu cơ bằng vi sinh vật trong 5 n gày đ ầu ở nhiệt độ 20 0C. SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 9 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
  10. Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh 1.1.3.4 Chỉ số COD COD: là nhu cầu oxy hoá học tức là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hoá toàn bộ các ch ất hữu cơ có trong nước thành CO2 và H2O. COD và BOD đ ều là các thông số định lượng chất hữu cơ có trong nước có khả năng b ị oxy hoá nhưng BOD ch ỉ thể hiện các chất hữu cơ có thể bị oxy hoá bằng vi sinh vật có trong nước, còn COD cho thấy toàn bộ chất hữu cơ có trong nước bị oxy hoá bằng tác nhân hoá học. Do đó tỉ số COD/BOD luôn lớn hơn 1, tỉ số này càng cao thì m ức độ ô nhiễm của nước càng n ặng. Trong xử lý nước thải, ngư ời ta cũng thường hay xác định chỉ số tổng nitơ và tổng photpho để chọn phương án làm sạch các ion này hoặc cân đối dinh dư ỡng trong kỹ thuật bùn hoạt tính. 1.2 Các phương pháp xử lí nước thải Nước thải chứa nhiều tạp chất khác nhau, mục đích của quá trình xử lý nư ớc thải là khử các tạp chất đó sao cho sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn chất lượng ở mức chấp nhận được theo các chỉ tiêu đ ã đặt ra. Hiện nay có nhiều biện pháp xử lý nước thải khác nhau. Thông thường quá trình được bắt đầu bằng phương pháp cơ học, tuỳ thuộc vào đặc tính, lưu lư ợng nước thải và m ức độ làm sạch m à nguời ta chọn tiếp phương pháp hoá lí, hoá học, sinh học hay tổng hợp các phương pháp này để xử lý. Các phương pháp xử lý n ước thải thường dùng: 1.2.1 Phương pháp x ử lí bằng cơ học: Phương pháp này dùng để xử lý sơ bộ, giúp loại bỏ các tạp chất rắn kích cỡ khác nhau có trong nước thải như: rơm cỏ, gỗ, bao bì chất dẻo, giấy, dầu mỡ nổi, cát sỏi, các vụn gạch ngói… và các hạt lơ lửng huyền phù khó lắng Phương pháp lọc: - Lọc qua song chắn, lưới chắn: Mục đích của quá trình này là loại bỏ những tạp chất, vật thô và các chất lơ lửng có kích thước lớn trong nước thải để tránh gây ra sự cố trong quá trình vận hành xử lý nước thải. Song chắn, lưới chắn hoặc lưới lọc có thể đặt cố định hay di động, cũng có thể là tổ hợp cùng với máy nghiền nhỏ. Thông dụng h ơn là các song chắn cố định. - Lọc qua vách ngăn xốp: SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 10 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
  11. Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh Cách này được sử dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải mà các bể lắng không thể loại được chúng. Phương pháp cho phép chất lỏng đi qua và giữ pha phân tán lại, quá trình có thể xảy ra d ưới tác dụng của áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng, áp suất cao trước vách ngăn hoặc áp suất chân không sau vách ngăn. Phương pháp lắng - Lắng dưới tác dụng của trọng lực: Phương pháp này nhằm loại các tạp chất ở dạng huyền phù thô ra khỏi nước. Để tiến hành quá trình người ta thư ờng dùng các loại bể lắng khác nhau: bể lắng cát, bể lắng cấp 1, bể lắng cấp 2. Ở bể lắng cát, d ưới tác dụng của trọng lực th ì cát n ặng sẽ lắng xuống đáy và kéo theo một phần chất đông tụ. Bể lắng cấp 1 có nhiệm vụ tách các ch ất rắn hữu cơ (60%) và các ch ất rắn khác. Bể lắng cấp 2 có nhiệm vụ tách bùn sinh học ra khỏi n ước thải. - Lắng dưới tác dụng của lực ly tâm và lực nén: Nh ững hạt lơ lửng còn được tách b ằng quá trình lắng dưới tác dụng của lực ly tâm trong các xyclon thuỷ lực hoặc máy ly tâm. Ngoài ra, trong nước thải sản xuất có các tạp chất nổi (dầu mỡ bôi trơn, nhựa nhẹ…) cũng được xử lý bằng phương pháp lắng. 1.2.2 Xử lý bằng phương pháp hoá lý và hoá học Phương pháp trung hòa: Nước thải sản xuất của nhiều lĩnh vực có chứa axit hoặc kiềm. Để nước thải được xử lý tốt ở giai đoạn xử lý sinh học cần phải tiến h ành trung hòa và đ iểu chỉnh pH về vùng 6,6 ÷ 7,6. Trung hòa còn có mục đích làm cho một số kim loại nặng lắng xuống và tách khỏi nước thải. Dùng các dung d ịch axit hoặc muối axit, các dung dịch kiềm hoặc oxit kiềm để trung ho à nước thải. Phương pháp keo tụ Để tăng nhanh quá trình lắng các chất lơ lửng phân tán nhỏ, keo, thậm chí cả nhựa nhũ tương polyme và các tạp chất khác, người ta dùng phương pháp đông tụ để làm tăng kích cở các hạt nhờ tác dụng tương hổ giữa các hạt phân tán liên kết vào tập hợp hạt để có thể lắng được. Khi lắng chúng sẽ kéo theo một số chất không tan lắng theo nên làm cho nước trong hơn. SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 11 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
  12. Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh Việc chọn loại hóa chất, liều lượng tối ưu của chúng, thứ tự cho vào nước,… phải đ ược thực hiện bằng thực nghiệm. Các chất đông tụ thường dùng là nhôm sunfat, sắt sunfat, sắt clorua… Phương pháp Oxy hóa – K hử Để làm sạch nước thải người ta có thể sử dụng các chất oxy hóa như: Clo ở dạng khí và lỏng trong môi trường kiềm, vôi clorua (CaOCl2), hipoclorit, ozon,…và các ch ất khử như: Natri sunfua (Na2S), Natri sunfit (Na2SO3), sắt sunfit (FeSO4),…Trong phương pháp này các ch ất độc hại trong nước thải được chuyển thành các chất ít độc hơn và tách ra khỏi nước bằng lắng hoặc lọc. Tuy nhiên quá trình này tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hóa học nên phương p háp này chỉ được dùng trong những trường hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước thải có tính chất độc hại và không thể tách bằng những phương pháp khác. Phương pháp tuy ển nổi Phương pháp này d ựa trên nguyên tắc: các phần tử phân tán trong nước có khả năng tự lắng kém nhưng có khả năng kết dính vào các bọt khí nổi lên trên b ề mặt nước, sau đó người ta tách bọt khí cùng các phần tử dính ra khỏi nước. Thực chất đây là quá trình tách bọt hay làm đặc bọt. Khi tuyển nổi người ta thường thổi không khí thành bọt khí nhỏ li ti, phân tán và bảo h òa trong nước. 1.2.3 Xử lý bằng phương pháp sinh học Cơ sở của phương pháp là dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn dị d ưỡng hoại sinh có trong nước thải. Quá trình hoạt động của chúng cho kết quả là các ch ất hữu cơ gây nhiễm bẩn được khoáng hóa và trở thành những chất vô cơ, những chất đơn giản hơn, các chất khí và nước. Mức độ và thời gian phân hủy phụ thuộc vào cấu tạo của chất hữu cơ đó, độ hoà tan trong nư ớc và hàng loạt các yếu tố ảnh hưởng khác. Vi sinh vật trong nước thải sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng. Quá trình dinh dưỡng làm cho chúng sinh sản, phát triển tăng số lượng tế bào, đồng thời làm sạch các chất hữu cơ hòa tan hoặc các h ạt keo phân tán nhỏ. Do đó trong xử lý nước thải người ta phải loại bỏ các tạp ch ất phân tán thô hoặc các chất có hại đến sự hoạt động của vi sinh vật ra khỏi nước thải ở giai đoạn xử lý sơ b ộ. SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 12 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
  13. Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh Căn cứ vào tính chất hoạt động của vi sinh vật có thể chia phương pháp xử lí sinh học ra thành 3 nhóm chính như sau: 1.2.3.1 Phương pháp hiếu khí Các quá trình hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc trong các điều kiện nhân tạo. Quá trình xử lý bằng hiếu khí nhân tạo, ngư ời ta đã tạo ra các điều kiện tối ưu cho quá trình oxy hoá nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều. Các phương pháp hiếu khí dựa trên nguyên tắc là các vi sinh vật hiếu khí phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện có oxy hoà tan. vi sinh vật Chất hữu cơ + O2 H2O + CO2 + NH3 + ... Ở đ iều kiện hiếu khí, NH4+ cũng được sử dụng nhờ quá trình nitrat hoá của vi sinh vật tự dưỡng để cung cấp năng lượng: vi sinh vật tự dư ỡng NH4+ + 2 O2 NO3 - + 2 H+ + H2 O + Q Bể hiếu khí bùn hoạt tính – Bể Aerotank Là b ể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào b ể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong n ước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải. Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng ch ất nền (BOD) và ch ất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ không hòa tan và thành các tế bào mới. Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ do đó ph ải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đ ã lắng xuống đáy ở bể lắng đợt 2, bằng cách tuần hoàn bùn về bể Aerotank để đảm bảo nồng độ vi sinh vật trong bể. Phần bùn ho ạt tính dư được đ ưa về bể nén bùn ho ặc các công trình xử lý bùn cặn khác để xử lý. Bể Aerotank hoạt động phải có hệ thống cung cấp khí đầy đủ và liên tục. 1.2.3.2 Phương pháp thiếu khí Các phương pháp xử lý thiếu khí thường đ ược áp dụng để loại các chất dinh dưỡng như nitơ, Photpho, các yếu tố gây hiện tượng bùng nổ tảo trên bề mặt nước thải. Nguyên lý của phương pháp là trong điều kiện thiếu oxy hoà tan việc khử n itrat hóa sẽ xảy ra: SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 13 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
  14. Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh vi sinh vật NO3- NO2- vi sinh vật NO2- + ch ất hữu cơ N 2 + CO 2 + H 2 O 1.2.3.3 Phương pháp kị khí Thường được sử dụng để chuyển hoá các chất hữu cơ trong ph ần cặn của nước thải bằng vi sinh vật hô hấp tùy tiện hoặc vi sinh vật kị khí, trong đó ưu thế là vi sinh vật kị khí. Quá trình phân hủy kị khí các chất hữu cơ thường xảy ra theo hai h ướng chính: + Lên men axit: Đây là quá trình thủy phân và chuyển hoá các sản phẩm thủy phân (như axit béo, đường...) thành các axit có phân tử lượng thấp và rượu mạch ngắn hơn và cuối cùng thành CO2 + Lên men mêtan: Phân hủy các chất hữu cơ thành CH4 và CO2 Một số ứng dụng của phương pháp kỵ khí: hầm biogas (xử lý phân, rác, nước thải công nghiệp thực phẩm), hệ thống UASB ... Quá trình phân hủy có thể được chia ra các giai đoạn như sau: Giai đoạn Vật chất Loại vi khuẩn V ật chất hữu cơ Lypolitic, Proteins Hydrocarbon Lipids proteoletic Thủy phân Đường Acid amin Acid Béo Vi khuẩn lên m en Acid hóa Acid có phân tử lượng thấp và các chất khác Vi khuẩn tạo Acetic hóa Acetat/ Hydro khí H2 Vi khu ẩn methane Methane hóa CH4/ CO2 SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 14 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
  15. Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh Quá trình xử lý sinh học có thể đạt được hiệu suất khử trùng 99,9%, theo BOD có thể đạt tới 90 – 9 5%. Thông thường giai đoạn xử lý sinh học tiến hành sau giai đoạn xử lý cơ học. Bể lắng đặt sau giai đoạn xử lý cơ học gọi là b ể lắng I. Bể lắng dùng để tách màng sinh học (đặt sau bể bophin) hoặc tách bùn ho ạt tính (đặt sau bể aerotank) gọi là bể lắng II. Trong trường hợp xử lý sinh học nước thải bằng bùn hoạt tính thường đưa 1 phần bùn ho ạt tính quay trở lại ( bùn tu ần ho àn) để tạo điều kiện cho quá trình sinh học hiệu quả. Phần bùn còn lại gọi là bùn dư, thường đưa tới bể nén bùn để làm giảm thể tích trước khi đ ưa tới các công trình xử lý cặn b ã b ằng phương pháp sinh học. Quá trình xử lý trong điều kiện nhân tạo không loại trừ triệt để các loại vi khuẩn, nhất là vi trùng gây b ệnh và truyền nhiễm. Bởi vậy, sau giai đoạn xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo cần thực hiện khử trùng nước thải trước khi xả vào môi trường. Trong quá trình xử lý nước thải bằng bất ký phương pháp nào cũng tạo nên 1 lương cặn bã đáng kể (= 0.5 – 1 % tổng lư ợng nước thải). Nói chung các loại cặn giữ lại ở trên các công trình xử lý nước thải đều có mùi hôi thối rất khó chịu (nhất là cặn tươi từ bể lắng I) và nguy hiểm về mặt vệ sinh. Do vậy, nhất thiết phải xử lý cặn b ã thích đáng. Để giảm hàm lượng chất hữu cơ trong cặn bã và để đạt các chỉ tiêu vệ sinh thường sử dụng phương pháp xử lý sinh học kỵ khí trong các hố bùn ( đối với các trạm xử lý nhỏ), sân phơi bùn, thiết bị sấy khô bằng cơ h ọc, lọc chân không, lọc ép…( đối với trạm xử lý công suất vừa và lớn). Khi lượng cặn khá lớn có thể sử dụng thiết bị sấy nhiệt. SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 15 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
  16. Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 2.1 Các phương pháp xử lí Việc lựa chọn phương pháp xử lý tối ưu sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố: thành phần và tính ch ất nước thải đầu vào, yêu cầu chất lượng nư ớc đầu ra, diện tích mặt bằng, vốn đầu tư… Căn cứ vào yêu cầu của đề là tài ch ất lượng nư ớc thải sau xử lý đạt loại A (bảng 2.1) và dựa vào thành phần, tính chất nước thải của nh à máy có thể lựa chọn hệ thống xử lý nước thải bằng ph ương pháp cơ học kết hợp với phương pháp xử lý b ằng sinh học và khử trùng, trong đó phương pháp sinh học đóng vai trò quan trọng. Bảng 2.1. Một số chỉ tiêu chất lượng nước thải công nghiệp khi tiến hành thải ra môi trường theo TCVN 5945 – 1995. Thông số Đơn vị Giá trị pH 6÷9 COD mg/l 50 BOD5 mg/l 20 Tổng nitơ mg/l 30 Tổng photpho mg/l 4 SS mg/l 50 Nhìn chung dây chuyền công nghệ là tổ hợp của các công trình xử lý, trong đó nước thải được xử lý theo từng bư ớc với thứ tự tách các cặn lớn đến cặn nhỏ, những ch ất không hoà tan đ ến chất keo và chất ho à tan. Khử trùng là khâu cuối cùng. SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 16 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
  17. Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh 2.2 Quy trình công nghệ Nước thải Song ch ắn rác Bải rác Rác Máy th ổi khí Bể tập trung Sân phơi cát San lấp mặt đường Bể lắng cát Bể điều hòa Bể xử lý kị khí  Máy ép Bùn Bể lắng 1 Bể nén Bùn Bể Aerotenk Phân bón Bể lắng 2 Bể tiếp xúc Clo Nguồn tiếp nhận Ống dẩn bùn Ống dẩn nước Chú thích Ống dẩn nước tuần ho àn Ống dẩn bùn tuần hoàn Ống dẩn khí SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 17 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
  18. Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh * Thuyết minh quy trình công nghệ. Nước thải từ các công đoạn khác nhau trong quá trình sản xuất cùng với nước thải sinh hoạt theo đường cống dẫn chung được đưa vào hệ thống xử lý. Tại đây nước thải đư ợc xử lý lần lư ợt qua các công trình đơn vị như sau: - Song chắn rác: Song chắn rác được sử dụng để giữ lại các chất rắn thô có kích thước lớn có trong nư ớc thải mà chủ yếu là rác nh ằm tránh hiện tượng tắt nghẽn đường ống, mương dẫn hay h ư hỏng b ơm. Khi lượng rác giữ lại đã nhiều th ì dùng cào để cào rác lên rồi tập trung lại đưa đ ến bãi rác và h ợp đồng với công nhân vệ sinh để chuyển rác đến nơi xử lý. Song ch ắn rác gồm các thanh đan sắp xếp cạnh nhau trên mương dẫn nước. Thanh đan có thể tiết diện tròn hay hình chữ nhật, thường là hình chữ nhật. Song chắn rác thường dễ dàng trượt lên xuống dọc theo 2 khe ở thành mương d ẫn và đặt nghiêng so với mặt phẳng ngang một góc 45o hay 60 o đ ể tăng hiệu quả và tiện lợi khi làm vệ sinh. Do nư ớc thải nh à máy có lượng rác không lớn nên chọn song chắn rác làm bằng thủ công. - Bể tập trung: Để thuận tiện cho việc phân phối nước thải cho hệ thống xử lý tiếp theo, người ta thường thiết kế bể tập trung sau song chắn rác. Từ bể tập trung n ước thải sẽ được bơm bơm đ ến bể lắng cát. - Bể lắng cát: Bể lắng cát dùng để loại bỏ các tạp chất vô cơ không hoà tan như: cát, sỏi, sạn… và các vật liệu rắn khác có vận tốc lắng lớn hơn các chất hữu cơ có th ể phân huỷ trong nước thải. Việc tách các tạp chất này ra khỏi nư ớc thải nhằm bảo vệ các thiết bị máy móc khỏi bị m ài mòn, giảm sự lắng đọng các vật liệu nặng trong ống, bảo vệ bơm… Bể có cấu tạo giống bể chứa h ình chữ nhật, dọc một phía tường của bể đặt một hệ thống ống sục khí nằm cao h ơn đáy bể 45 ÷ 60 cm. Dưới dàn ống sục khí là máng thu cát. Độ dốc ngang của đáy bể i = 0,2 ÷ 0,4, dốc nghiêng về phía máng thu để cát trược theo đáy vào máng. SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 18 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
  19. Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh Tại bể lắng cát không khí được đưa vào đáy bể, kết hợp với dòng n ước chảy thẳng tạo thành qu ỹ đạo vòng của chất lỏng và tạo dòng ngang có tốc độ không đổi ở đáy b ể. Do tốc độ tổng hợp của các chuyển động đó mà các chất hữu cơ lơ lững không lắng xuống nên trong thành ph ần cặn lắng chủ yếu là cát đ ến 90 ÷ 95% và ít bị thối rữa. Nh ưng cần phải kiểm soát tốc độ thổi khí để đảm bảo tốc độ dòng ch ảy đủ chậm để hạt cát lắng được, đồng thời dễ dàng tách cặn hữu cơ bám trên hạt và đủ lớn không cho các cặn hữu cơ lắng. Cát sau khi tách sẻ được chuyển đến sân phơi cát. - Bể điều hòa: Bể điều hoà dùng để điều hoà lưu lượng nước thải, tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình phía sau, tránh hiện tượng quá tải. Chọn bể điều hoà có thổi khí nén. Mục đích của việc thổi khí là: + Tạo nên sự xáo trộn cần thiết để tránh hiện tượng lắng cặn và phát sinh mùi hôi. + Làm cho các ch ất ô nhiễm dễ bay hơi đi một phần hay toàn bộ. + Tạo điều kiện tốt cho quá trình xử lý sau đó nh ư tăng lượng oxy hoà tan trong nước thải, tăng hiệu suất lắng nước thải ở các công đoạn sau. - Bể lắng 1: Bể lắng đợt 1 dùng đ ể loại bỏ bớt các tạp chất lơ lững có trong nước thải trư ớc khi xử lý sinh học. Nước thải chảy vào ống trung tâm qua múi phân phối và vào bể. Sau khi ra khỏi ống trung tâm, nước thải va vào tấm chắn hướng dòng và thay đổi hướng đi xuống, sau đó sang ngang và dâng lên thân bể. Nư ớc đ ã lắng trong tràn qua máng thu đặt xung quanh thành bể và được dẫn ra ngo ài. Khi nước thải dâng lên thân bể và đi ra ngoài thì cặn thực hiện chu trình ngược lại. Cặn được hệ thống thanh gạt cặn gom lại và đưa xuống giếng cặn. Bể lắng đợt 1 có thể loại bỏ được 50 ÷ 70% chất rắn lơ lững và 25 ÷ 50% BOD5 - Bể xử lý kị khí (UASB): Bể xử lý kị khí sẽ phân hủy sinh học các chất hữu cơ có trong nước thải trong điều kiện không có oxy để tạo ra các sản phẩm cuối cùng là CH4 và CO2. Ở đây ta chọn dùng bể UASB vì vận hành đơn giản, phù h ợp với các loại nư ớc thải có hàm lượng COD từ thấp đến cao và có th ể đạt được tải trọng rất cao, sử dụng bể UASB có tính kinh tế hơn và nh ững hạn chế trong quá trình vận h ành có thể dễ dàng kh ắc phục SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 19 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông
  20. Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Nhà máy chế biến thủy sản đông lạnh bằng các phương pháp xử lý sơ bộ. Nước thải được đưa trực tiếp vào dưới đáy bể và được phân phối đồng đều ở đó, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học hạt nhỏ (bông bùn) và các chất bẩn hữu cơ được tiêu thụ ở đó, các bọt khí Metan và Cacbonic nơi lên trên được thu bằng các chụp khí để dẫn ra khỏi bể. Nư ớc thải tiếp theo đó sẽ diễn ra sự phân tách hai pha lỏng và rắn. Pha lỏng được dẫn ra khỏi bể, còn pha rắn thì hoàn lưu lại lớp bông bùn. Sự tạo thành và duy trì các h ạt bùn là vô cùng quan trọng khi vận hành b ể UASB Các VSV sinh methane được sử dụng: - Methanobacterium: hình que, không sinh bào tử - Methanobacillus: hình que, sinh bào tử - Methanococcus: tế bào hình cầu, đứng riêng rẽ, không kết thành chuỗi - Methanosarsina : tế bào hình cầu, kết thành chuỗi hoặc khối - Bể Aerotank: Aeroten là công trình bê tông cốt thép có dạng h ình chữ nhật hoặc h ình tròn, thông dụng nhất hiện nay là các Aeroten hình bể khối chữ nhật. Tại bể Aeroten nư ớc thải chảy qua suốt chiều d ài của bể và được sục khí từ dư ới đáy bể lên nhằm tăng cường lượng oxy ho à tan, tăng kh ả năng khuấy trộn môi trường và tăng hiệu quả quá trình oxy hoá ch ất bẩn hữu cơ có trong nước thải bởi vi sinh vật. Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu nước trong bể Aeroten không đủ để giảm nhanh hàm lượng các chất bẩn hữu cơ, do đó ph ải hoàn lưu bùn ho ạt tính đã lắng ở bể lắng 2 vào đầu bể nhằm duy truỳ nồng độ đủ của vi sinh vật. - Bể lắng 2: Bể lắng đợt 2 có cấu tạo và nguyên tắc hoạt động tương tự như bể lắng đợt 1. Bể lắng đợt 2 có nhiệm vụ chắn giữ các bông bùn hoạt tính đã qua xử lý ở bể Aeroten và các thành phần chất không hoà tan chưa được giữ lại ở bể lắng 1. Bùn cặn sau khi ra khỏi bể lắng 2 thì m ột phần được tuần hoàn lại bể Aeroten, phần bùn dư sẽ đưa đến bể nén b ùn, còn nước thải sẽ đưa đến bể tiếp xúc clo. - Bể tiếp xúc Clo: Bể tiếp xúc clo dùng để khử trùng nước thải nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt các loại vi khuẩn gây bệnh chưa được hoặc không thể khử bỏ ở các công đoạn xử lý trước. Để thực hiện khử trùng nước thải, có thể sử dụng các biện pháp nh ư: clo hoá, ozon, khử trùng b ằng tia hồng ngoại UV. Ở đây chỉ đề cập đến ph ương pháp khử trùng SVTH: Võ Quốc Hướng Trang 20 GVHD: TS. Bùi Xuân Đông

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản