Khảo sát, đánh giá và nghiên cứu xử lý nước thải chiết xuất Chitin từ vỏ đầu tôm (công suất 400m3/ngày đêm)

CHÖÔNG 1 MÔÛ ÑAÀU 1.1. Ñaët vaán ñeà : Hieän nay, taûi löông oâ nhieãm do caùc xí nghieäp cheá bieán thuyû saûn noùi chung vaø do caùc cô sôû cheá bieán voû, ñaàu toâm noùi rieâng gaây ra laø raát lôùn. Neáu nhö vieäc xaû thaûi khoâng ñöôïc quaûn lyù toát, khoâng qua xöû lyù seõ laø thaûm hoïa cho moâi tröôøng treân caùc keânh raïch vaø moâi tröôøng soáng coäng ñoàng khu vöïc xung quanh, cuõng nhö moâi tröôøng soáng töï nhieân. Vôùi ñaëc thuø veà taûi löôïng oâ nhieãm cuûa nöôùc thaûi ngaønh thuûy saûn laø haøm löôïng BOD, COD cao, theâm vaøo ñoù laø quy trình coâng ngheä saûn suaát laïc haäu, mang tính thuû coâng, neân veà cô baûn vaãn chöa giaûi quyeát ñöôïc vaán ñeà moâi tröôøng, chöa ñaûm baûo veä sinh nguoàn nöôùc theo quy ñònh cuûa nhaø nöôùc. Vì vaäy, chaát löôïng nöôùc thaûi ñoå vaøo heä thoáng keânh raïch vaø caùc vuøng xung quanh voán ñaõ oâ nhieãm laïi caøng oâ nhieãm hôn. Do vaäy, ngaønh cheá bieán thuyû saûn khoâng chæ ñöông ñaàu vôùi nhöõng khoù khaên veà coâng ngheä, kyõ thuaät, veà kinh teá maø coøn veà caû nhöõng yeáu toá moâi tröôøng. Moät trong nhöõng yeâu caàu caáp thieát hieän nay ñoái vôùi caùc cô sôû cheá bieán thuyû saûn noùi chung vaø caùc cô sôû cheá bieán ñaàu voû toâm noùi rieâng laø caàn phaûi ñaàu tö daây chuyeàn coâng ngheä saûn xuaát, xaây döïng heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi ñeå coù theå ñaùp öùng ñöôïc caùc yeâu caàu veà moâi tröôøng ( ít nhaát laø ñaùp öùng ñöôïc caùc tieâu chuaån xaû thaûi ).đ Muïc tieâu cuûa ñeà taøi: Tính toaùn thieát keá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi cuûa quaù trình chieát xuaát Chitin töø voû ñaàu toâm vôùi coâng suaát 400 m3/ngñ Noäi dung ñeà taøi: Toång quan veà ngaønh cheá bieán thuyû haûi saûn. Khaûo saùt daây chuyeàn coâng ngheä chieát suaát chitin töø voû ñaàu toâm. Toång quan veà caùc phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi. Ñeà xuaát thieát keá heä thoáng xöù lyù nöôùc thaûi taïi coâng ty TNHH- Hieäp Thaønh Phaùt. Keát luaän vaø kieán nghò …………………˜—õ–™………………. CHÖÔNG 2 TOÅNG QUAN VEÀ CAÙC VAÁN ÑEÀ MOÂI TRÖÔØNG LIEÂN QUAN NGAØNH CHEÁ BIEÁN THUYÛ HAÛI SAÛN Tổng quan veà ngaønh cheá bieán thuyû haûi saûn: Nước ta với những điều kiện thuận lợi về vị trí địa lý, khí hậu thích hợp cho việc phát triển nuôi trồng và khai thác đánh bắt thuỷ hải sản, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển mạnh mẽ của nghành chế biến thuỷ sản phục vụ cho thị trường trong nước và xuất khẩu. Theo soá lieäu cuûa Toång Cuïc Thoáng Keâ, GDP cuûa ngaønh thuyû saûn giai ñoaïn 1995 – 2003 taêng töø 6.664 tyû ñoàng leân 24.125 tyû ñoàng. Trong caùc hoaït ñoäng cuûa ngaønh, khai thaùc haûi saûn giöõ vò trí raát quan trong. Saûn löôïng khai thaùc haûi saûn trong 10 naêm gaàn ñaây taêng lieân tuïc vôùi toác ñoä taêng bình quaân haèng naêm khoaûng 7.7% (giai ñoaïn 1991 -1995) vaø 10% (giai ñoaïn 1996 – 2003). Nuoâi troàng thuyû saûn ñang ngaøy caøng coù vai troø quan trong hôn khai thaùc haûi saûn caû veà saûn löôïng, chaát löôïng cuõng nhö tính chuû ñoäng trong saûn xuaát. Ñieàu naøy taát yeáu daãn ñeán söï chuyeån ñoåi veà cô caáu saûn xuaát, öu tieân phaùt trieån caùc hoaït ñoäng kinh teá muõi nhoïn ñem laïi nhieàu hieäu quaû kinh teá cao. Söï phaùt trieån cuûa nghaønh thuyû saûn ñaõ taïo ra cô hoäi vieäc laøm vaø thu huùt moät löïc löông lao ñoäng ñoâng ñaûo tham gia goùp phaàn laøm giaûm laøm giaûm söùc eùp cuûa vaán ñeà vieäc laøm cho ngöôøi lao ñoäng treân phaïm vi caû nöôùc. Theo soá lieäu thoáng keâ cuûa Toång cuïc Haûi quan, tính ñeán ngaøy 24/11/2006, xuaát khaåu thuyû saûn chính ngaïch cuûa Vieät Nam ñaõ vöôït giaù trò 3 tæ USD, baèng 107% so vôùi chæ tieâu keá hoaïch naêm 2006. Nhaät Baûn daãn ñaàu caùc nhaø nhaäp khaåu vôùi giaù trò gaàn 747 trieäu USD, chieám 14.84% toång thò phaàn; tieáp sau laø thò tröôøng Myõ (576 trieäu USD, 19.16%), Oâxtraâylia ( 110.9 trieäu USD, 3.69% ), Nga (109.9 trieäu USD, 3.66% ). Toång xuaát khaåu qua khoái thò tröôøng caùc nöôùc EU ñaït 638.9 trieäu USD chieám 21.25 % thò phaàn xuaát khaåu. Trong ñoù Toâm vaãn laø maët haøng xuaát khaåu chuû löïcvôùi 42.51% thò phaàn, ñaït 1 tæ 280 trieäu USD. Tieáp theo laø saûn phaåm caù ñoâng laïnh ( gaàn 815 trieäu USD, 27.1% ); Möïc ñoâng laïnh (114.5 trieäu USD, 3.81% ); caù Ngöø (91.5 trieâu6 USD, 3.04% ). Moät soá daây chuyeàn coâng ngheä saûn xuaát ngaønh cheá bieán thuyû saûn 2.1.1.1 Ñoái vôùi caùc saûn phaåm ñoâng laïnh: Sô cheá Röûa Nguyeân lieäu töôi öôùp laïnh Phaân loaïi côõ Xeáp khuoân Röûa Ñoâng laïnh Ñoùng goùi Baûo quaûn laïnh Hình 2.1: Coâng ngheä cheá bieán caùc saûn phaåm thuyû haûi saûn ñoâng laïnh 2.1.1.2 Ñoái vôùi caùc saûn phaåm ñoùng hoäp Nguyeân lieäu (toâm, thòt öôùp laïnh) Loaïi boû taïp Röûa Luoäc sô laïi Ñoùng vaøo hoäp Cho nöôùc muoái Gheùp mí hoäp Khöû truøng Ñeå nguoäi Daùn nhaõn Ñoùng goùi Baûo quaûn Hình 2.2 :Daây chuyeàn cheá bieán caùc saûn phaåm thuyû saûn ñoùng hoäp Caùc vaán ñeà moâi tröôøng do ngaønh cheá bieán thuyû saûn gaây ra: Nöôùc thaûi: Nöôùc thaûi laø moät trong nhöõng vaán ñeà moâi tröôøng lôùn nhaát cuûa ngaønh cheá bieán thuyû haûi saûn, nöôùc thaûi cheá bieán thuyû haûi saûn ñaëc tröng bôûi caùc thoâng soá oâ nhieãm nhö : maøu, muøi, chaát raén khoâng hoaø tan, chaát raén lô löûng, coliforms, chæ soá BOD, COD, pH, toång Nitô, toång Phospho... Baûng 2.1: Keát quaû phaân tích nöôùc thaûi taïi moät soá cô sôû cheá bieán thuyû haûi saûn cuûa Haûi Phoøng Thoâng soá Cty thöông maïi tö nhaân Minh Chaâu Cty coå phaàn ñoà hoäp Haï Long Cty CBTS xuaát khaåu Haûi Phoøng BOD5(mg/l) 1.053 1.040 777 COD (mg/l) 1.255 1.307 851 Toång P (mg/l) 15,83 27,67 41 ToångN (mg/l) 165,2 139,36 137 SS (mg/l) 157,5 171,15 86 pH 7,67 7,64 7 Clo 0,09 0,09 0,07 Nguoàn: Ñaùnh giaù moâi tröôøng chieán löôïc cho quy hoaïch toång theå phaùt trieån thuyû saûn Haûi Phoøng, 2004. Caùc ñaëc tính chung cuûa nöôùc thaûi thuyû saûn: pH thöôøng naèm trong giôùi haïn töø 6,5 – 7,5 do coù quaù trình phaân huyû ñaïm vaø thaûi ammoniac. Coù haøm löôïng caùc chaát höõu cô daïng deã phaân huyû sinh hoïc cao, giaù trò BOD5 thöôøng lôùn, dao ñoäng trong khoaûng 300 – 2000 mg/l, giaù trò COD naèm trong khoaûng 500 – 3000 mg/l. Haøm löôïng chaát raén lô löûng cao töø 200 – 1000 mg/l. Haøm löôïng lôùn caùc protein vaø chaát dinh döôõng, theå hieän ôû hai thoâng soá toång Nitô (50 – 200 mg/l) vaø toång Phospho (10 – 100 mg/l). Ñeå xöû lyù ñöôïc chaát oâ nhieãm naøy trieät ñeå caàn coù heä thoáng xöû lyù baäc 3 (xöû lyù chaát dinh döôõng). Ñieàu naøy laøm dieän tích coâng trình vaø chi phí ñaàu tö xaây döïng heä thoáng xöû lyù raát lôùn. Thöôøng coù muøi hoâi do coù söï phaân huyû caùc protein, lipid, axit amin..... Khí thaûi, muøi Khí thaûi phaùt sinh chuû yeáu do caùc hoaït ñoäng cuûa loø hôi, caùc maùy phaùt ñieän döï phoøng, löôïng khí gas hay than cuûi ñeå saáy thuyû haûi saûn (haøng khoâ),... Muøi (Cl2, NH3, H2S) phaùt sinh chuû yeáu töø quaù trình khöû truøng, töø heä thoáng laøm laïnh vaø töø quaù trình phaân huyû caùc protein trong pheá phaåm thuyû haûi saûn. Khoùi thaûi töø caùc loø naáu, cheá bieán: Khoùi thaûi töø caùc loø naáu thuû coâng nhieân lieäu ñoát laø than ñaù hay daàu FO, thaønh phaàn chuû yeáu laø CO2, CO, SOx, NO2, buïi than vaø moät soá chaát höõu cô deã bay hôi. Khoùi thaûi phaùt taùn ra moâi tröôøng xung quanh, gaây caùc beänh veà hoâ haáp, phoåi,... Ngoaøi ra khí CO2 thaûi ra töø caùc khu coâng nghieäp coøn laø nguyeân nhaân chính gaây hieäu öùng nhaø kính. Chaát thaûi raén: Chaát thaûi raén chuû yeáu laø caùc thaønh phaàn höõu cô, deã leân men, gaây thoái röõa vaø taïo muøi khoù chòu, aûnh höôûng ñeán moâi tröôøng ñaát, nöôùc, khoâng khí, ñaây cuõng laø nguoàn laây lan caùc dòch beänh. Chaát thaûi raén trong caùc xí nghieäp cheá bieán thuyû haûi saûn phaùt sinh chuû yeáu töø quy trình cheá bieán trong noäi boä xöôûng: bao goàm caùc loaïi ñaàu, voû toâm, voû ngheâu, da – mai möïc, noäi taïng thuyû saûn, xöông, vaûy caù,… Baûng 2.2: Löôïng chaát thaûi raén trong quaù trình cheâ bieán thuyû saûn STT Quaù trình cheá bieán Löôïng chaát thaûi raén 1 Ñoâng laïnh: (taán pheá thaûi/taán saûn phaåm) - Toâm ñoâng laïnh 0.75 - Caù ñoâng laïnh 0.6 - Nhuyeãn theå chaân ñaàu ñoâng laïnh 0.45 - Giaùp xaùc ñoâng laïnh 0.5 – 0.6 - Nhuyeãn theå hai maûnh voû ñoâng laïnh 4 2 Nöôùc maém (taán chaát thaûi/1000 lít nöôùc maém) 0.2 3 Haøng khoâ: (taán pheá thaûi/taán nguyeân lieäu) - Toâm khoâ 0.43 - Caù khoâ 0.38 - Möïc oáng khoâ 0.17 4 Ñoà hoäp (taán pheá thaûi/taán saûn phaåm) 1.7 5 Agar (taán pheá thaûi/ taán saûn phaåm) 6 (Nguoàn: WHO, 1993) Nhieät thaûi vaø tieáng oàn: Nhieät thaûi töø loø naáu, töø heä thoáng laøm laïnh vaø tieáng oàn töø caùc thieát bò saûn xuaát aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán söùc khoeû coâng nhaân vaø ngöôøi daân xung quanh. Tieáng oàn vaø ñoä rung thöôøng gaây aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán thính giaùc, laøm giaûm thính löïc cuûa ngöôøi lao ñoäng, giaûm hieäu suaát laøm vieäc, vaø phaùt sinh nhieàu chöùng beänh khaùc. Taùc ñoäng cuûa tieáng oàn coù bieåu hieän qua phaûn xaï cuûa heä thaàn kinh hoaëc gaây trôû ngaïi ñeán hoaït ñoäng cuûa heä thaàn kinh, khaû naêng ñònh höôùng, giöõ thaêng baèng qua ñoù aûnh höôûng ñeán naêng suaát lao ñoäng. Tieáng oàn quaù lôùn coù theå gaây toån thöông cho maøng nhó. Thaønh phaàn vaø tính chaát nöôùc thaûi cuûa ngaønh cheá bieán thuyû saûn: Ñoái vôùi caùc khaâu cheá bieán cô baûn, nguoàn thaûi chính laø khaâu xöû lyù vaø baûo quaûn nguyeân lieäu tröôùc khi cheá bieán, khaâu raõ ñoâng, laøm veä sinh thieát bò nhaø xöôûng. Ñoái vôùi hoaït ñoäng ñoùng hoäp, ngoaøi caùc nguoàn oâ nhieãm ôû caùc khaâu nhö treân coøn coù khaâu roùt nöôùc soát, nöôùc muoái, daàu…. Caùc nguoàn thaûi chính töø saûn xuaát boät caù vaø daàu caù laø nöôùc maùu töø khaâu boác dôõ, baûo quaûn caù vaø ñaëc bieät laø doøng thaûi coâng ñoaïn ly taâm nöôùc ngöng tuï, caùc thieát bò coâ ñaëc. Nöôùc thaûi cuûa ngaønh cheá bieán thuyû haûi saûn coù haøm löôïng chaát höõu cô cao vì trong ñoù coù daàu, protein, chaát raén lô löûng vaø chöùa löôïng phoátphaùt vaø nitrat. Doøng thaûi töø cheá bieán thuyû saûn coøn chöùa nhöõng maãu vuïn thòt xöông nguyeân lieäu cheá bieán, maùu chaát beùo, caùc chaát hoaø tan töø noäi taïng cuõng nhö nhöõng chaát taåy röûa cuøngø caùc taùc nhaân laøm saïch khaùc. Moät soá keát quaû phaân tích thaønh phaàn vaø tính chaát nöôùc thaûi thuyû haûi saûn: Baûng 2.3: Thaønh phaàn vaø tính chaát nöôùc thaûi xí nghieäp ñoâng laïnh Caàu Tre Chæ tieâu Maãu 1 Maãu 2 Maãu 3 Maãu 4 pH 5,28 6,62 6,23 7,29 Ñoä kieàm, mgCaCO3/L 36 80 76 76 Ñoä acid 78 28 44 22 SO42-, mg/l 23 13 14 14 PO43-, mg/l 0,25 0,06 0,57 0,39 SS, mg/l 350 96 321 286 N-amoni, mg/l 12,66 21,52 28,5 15,83 N-NO3-, mg/l 0,04 0,04 0,03 0,02 N-höõu cô, mg/l 94,95 69,63 107,61 85,46 Cl-, mg/l 4060 3212 1592 1580 Ñoä maøu, Pt-Co 867 337 969 422 Ñoä ñuïc, FTU 389 216 245 120 COD, mg/l 1110 1442 1573 986 (Nguoàn: baùo caùo khoa hoïc, Döï aùn xaây döïng traïm Xöû lyù Nöôùc thaûi Coâng nghieäp Thöïc phaåm – Xí nghieäp Caàu Tre) Ghi chuù: Maãu 1: Nöôùc nöôùc ngaâm NA Maãu 2: Nöôùc thaûi xaû chung. Maãu 3: Nöôùc thaûi phaân xöôûng haûi saûn ñoâng laïnh (coáng chung 2) Maãu 4:Coáng xaû phaân xöôûng haûi saûn ñoâng laïnh. Baûng 2.4 : keát quaû phaân tích maãu nöùc thaûi cheá bieán voû ñaàu toâm Chæ tieâu Maãu 1 Maãu 2 Maãu 3 Maãu 4 pH 12.49 7.68 7.22 11.97 COD (mg/l ) 656 7920 13120 3320 BOD5 (mg/l) 282 4575 8700 1950 SS (mg/l ) 550 1415 1518 462 Coliforms (MPN/100ml) KPH (LOD=3) 46*104 93*106 93 Ñoä maøu ( Pt Co) 5520 1460 1330 2027 Toång Nitô (mg/l) 402.5 586.5 501.7 161.9 Toång Phospho mg/l) 8.85 8.33 26.99 0.22 ( Nguoàn : coâng ty TNHH KT & CN TÍN ÑAÏT ) Ghi chuù: Maãu 1: Nöôùc ngaâm NaOH Maãu 2: Nöôùc röûa NaOH Maãu 3: Nöôùc eùp voû Maãu 4:nöôùc khu ngaïch 1 ( coáng chung ) Treân thöïc teá, haàu heát caùc cô sôû cheá bieán thuyû haûi saûn cuûa nöôùc ta hieän nay chöa coù heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi hoaëc coù cô sôû coù heä thoáng xöû lyù nhöng khoâng ñaït yeâu caàu. Ñieàu naøy daãn ñeán söï oâ nhieãm caùch nghieâm troïng ñeán moâi tröôøng soáng cuûa coäng ñoàng xung quanh, gaây oâ nhieãm naëng ñeán nguoàn nöôùc ngaàm, nöôùc maët. Vì vaäy, vieäc nghieân cöùu aùp duïng vaø trieån khai coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi ngaønh cheá bieán thuyû haûi saûn ñang laø vaán ñeà caáp baùch maø chuùng ta caàn quan taâm. …………………˜—õ–™………………. CHÖÔNG 3 KHAÛO SAÙT DAÂY CHUYEÀN COÂNG NGHEÄ CHIEÁT SUAÁT CHITIN TÖØ VOÛ ÑAÀU TOÂM – COÂNG TY HIEÄP THAØNH PHAÙT Khaùi quaùt hoaït ñoäng saûn xuaát cuûa coâng ty : Nguoàn nguyeân lieäu saûn xuaát Nguoàn nguyeân lieäu söû duïng trong saûn xuaát laø voû toâm, daàu toâm…. Voû toâm coù nguoàn töø caùc cô sôûû saûn xuaát, cheá bieán thuyû haûi saûn, tröôùc ñaây chuùng chæ söû duïng laøm thöùc aên gia suùc, nhöng hieän nay coâng ty Hieäp Thaønh Phaùt söû duïng nguoàn nguyeân lieäu naøy ñeå saûn xuaát Chitin. Nguoàn nguyeân lieäu voû toâm coù hai loaïi : loaïi ñaõ naáu chín vaø loaïi voû toâm ñoâng laïnh. Hình 3.1 voû toâm nguyeân lieäu chöùa trong caùc oâ Coâng suaát saûn xuaát Coâng ty Hieäp Thaønh Phaùt hieän coù 10 hoà chöùa phuïc vuï saûn xuaát. Coâng suaát moãi hoà töø 6- 9 taán/ngaøy, toång coâng suaát chung cuûa coâng ty khoaûng 90 taán/ngaøy. Trung bình moãi thaùng coâng ty caàn khoaûng 3000 taâùn nguyeân lieäu. Vôùi 60-90 taán nguyeân lieäu coù theå saûn xuaát ñöôïc 2-3 taán Chitin hoaëc Glucozamine. Hình 3.2 : caùc oâ chöùa nguyeân lieäu ñang hoaït ñoäng Hình 3.3 : coâng ñoaïn röûa NaOH Khaûo saùt vaø laáy maãu Löu löôïng nöôùc thaûi Hieân taïi moãi ngaøy löu löôïng xaû thaûi trung bình khoaûng 350 m3/ngaøyñeâm, do nhu caàu caàn môû roäng quy moâ saûn xuaát löu löôïng thaûi döï kieán khoaûng 400 m3/ngaøy ñeâm. Hình 3.4 : caùc mieäng coáng xaû treân caùc möông xaû thaûi Nöôøc thaûi theo caùc möông xaû thaûi taäp trung vaøo hoá thu sau ñoù chaûy vaøo beå chöùa. Toång kích thöôùc cuûa beå chöùa : D*R*C = 13*1.5*3, beå ñöôïc chia laøm 3 ngaên Hình 3.5 : beå chöùa nöôùc thaûi hieän taïi Ñieåm laáy maãu Dieän tích nhaø xöôûng saûn suaát khoaûng = 30*100 đường đất Nhà công nhân Sân phơi Sông Hồ chứa Cổnggg tập trung nước thải Nhà điều hành Nh à xưởng WC Cổng trước Đường Cụm bể Cụm bể Cụm bể hố thu Đất Vườn 1 2 2 2 2n2n 1 Ñieåm laáy maãu ñöôïc trình baøy theo sô ñoà : Ghi chuù : Vò trí laáy maãu 2 1 Noài hôi, boàn chöùa hoaù chaát, tuû ñieän Moâ taû daây chuyeàn coâng ngheä saûn xuaát Nguyeân lieäu voû toâm, ñaàu toâm ñöôïc vaän chuyeån töø caùc cô sôû saûn xuaát cheá bieán thuyû haûi saûn, trong voû coøn thòt toâm, gaïch…. Vì vaäy caàn phaûi qua coâng ñoaïn sô cheá laøm saïch tröôùc khi ñöa vaøo coâng ñoaïn saûn xuaát Chitin. Ñoái vôùi voû toâm ñoâng laïnh, coù 2 quy trình sô cheá nhö sau: quy trình cheá bieán trong 6 giôø Voû toâm ñoâng laïnh… ( voû toâm, ñaàu toâm khoâng ñoâng laïnh ) ñöôïc sô cheá trong 6 giôø keå töø khi cho vaøo beå. Ñaàu tieân, nguyeân lieäu ñöôïc ngaâm trong hoaøn löu trong dung dòch axit HCl trong 12 giôø. Nhieät töø noài hôi cung caáp cho boàn chöùa HCl, sau ñoù dd axit ñöôïc thaûi ra, nguyeân lieäu ñöôïc röûa baèng nöôùc 3-4 löôït. Tieáp theo dung dòch NaOH ñöôïc cho vaøo nhaèm taùch caùc protein, gaïch toâm, dung dòch NaOH ñöôïc ngaâm hoaøn löu trong 10 giôø, sau khi ngaâm dung dòch axit ñöôïc xaû ra, nguyeân lieâu sau khi mgaâm ñöôïc röûa laïi baèng nöôùc cho saïch. Saûn phaåm ñöôïc voâ bao mang ñi eùp hoaëc quay li taâm cho raùo nöôc,vaø ñöôïc ñem ñi saáy hoaëc phôi khoâ. Cuoái cuøng saûn phaåm ñöôïc ñem ñi ñoùng goùi. Quy trình cheá bieán trong 6 giôø cho saûn phaåm ñeïp hôn, chaát löôïng cao hôn. Hình 3.6 : Hoaøn löu acid Sô ñoà daây chuyeàn coâng ngheâ Vỏ tôm đông lạnh xử lý trong vòng 6 giờ Ngâm HCl Rửa nước Ngâm NaOH Rửa nước Vô bao Ép hoặc ly tâm Phơi khô hoặc sấy Packing Nồi hơi DD HCl Hoàn lưu DD NaOH Hoàn lưu Hình 3.7 : sô ñoà daây chuyeàn saûn xuaát trong 6 giôø quy trình cheá bieán sau 6 giôø Voû toâm ñoâng laïnh ñöôïc sô cheá sau 6 giôø keå töø khi cho vaøo beå. Dung dòch NaOH ñöôïc cho vaøo beå nhaèm khöû protein, giaûm muøi hoâi, dung dòch NaOH ñöôïc cung caáp nhieät töø noài hôi. Nguyeân lieäu sau khi ngaâm NaOH trong khoaûng 10 giôø seõ ñöôïc röûa 3-4 laàn, tröôùc khi ñöôïc ngaâm trong dung dòch axit HCl trong khoaûng 12 giôø. Sau giai ñoaïn ngaâm axit, nguyeân lieäu ñöôïc röûa saïch baèng nöôùc nhieàu laàn, sau ñoù ñöôïc voâ bao ñem ñi eùp hoaëc quay li taâm vaø ñöôïc phôi khoâ hoaëc saáy tröôùc khi ñoùng goùi. Hình 3.8 : coâng ñoaïn ngaâm NaOH Hình 3.9: heä thoáng boàn chöùa acid, base, nhieät Sô ñoà daây chuyeàn coâng ngheä Vỏ tôm đông lạnh xử lý sau 6 giờ Ngâm NaOH Rửa nước Ngâm HCl Rửa nước Vô bao Ép hoặc ly tâm Phơi khô hoặc sấy Packing Nồi hơi DD NaOH Hoàn lưu DD HCl Hoàn lưu Hình 3.10: sô ñoà daây chuyeàn saûn xuaát sau 6 giôø Caùc nguoàn phaùt sinh chaát thaûi chuû yeáu : Nöôùc thaûi: Nöôùc thaûi sinh hoaït: Nguoàn : hoaït ñoäng taém, giaët, veä sinh cuûa coâng nhaân Löu löôïng : khoâng daùng keå so vôùi hoaït ñoän saûn xuaát Nöôùc thaûi saûn xuaát: Nguoàn : caùc coâng ñoaïn ngaâm, ruûa nguyeân lieäu, coâng ñoaïn eùp hoaëc quay li taâm, röûa bao… Löu löôïng : löu löôïng thaûi trung bình hieän taïi khoaûng 250 m3/ngaøyñeâm. Chaát thaûi raén: Khoâng ñaùng keå, chuû yeáu laø raùc thaûi sinh hoaït Caùc nguoàn gaây oâ nhieãm moâi tröôøng khoâng khí: Hôi acid, base trong coâng ñoaïn ngaâm nguyeân lieäu Muøi, chuû yeáu do quaù trình phaân huyû protein, lipid, axit amin trong nguyeân lieäu tröôùc cheá bieán Caùc yeáu toá khaùc: Tieáng oàn : Chuû yeáu töø coâng ñoaïn quay li taâm Nhieät thöøa: Phaùt sinh töø khu vöïc noài hôi gia nhieät cho caùc boàn chöùa hoaù chaát …………………˜—õ–™………………. CHÖÔNG 4 TOÅNG QUAN VEÀ CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI Muïc ñích cuûa vieäc xöû lyù nöôùc thaûi: Muïc ñích cuûa vieäc xöû lyù nöôùc thaûi laø loaïi bôùt caùc chaát oâ nhieãm trong nöôùc thaûi ñeán möùc ñoä chaáp nhaän ñöôïc theo tieâu chuaån quy ñònh. Möùc ñoä xöû lyù nöôùc thaûi tuyø thuoäc vaøo muïc ñích xöû lyù: Xöû lyù ñeå taùi söû duïng. Xöû lyù ñeå xoay voøng tuaàn hoaøn. Xöû lyù ñeå thaûi ra moâi tröôøng. Ôû caùc nöôùc phaùt trieån, muïc ñích xöû lyù chuû yeáu laø xöû lyù ñeå xoay voøng tuaàn hoaøn, haïn cheá vieäc xaû thaûi ra moâi tröôøng. Tuy nhieân ô nöôùc ta, hieän nay haàu heát caùc traïm xöû lyù chuû yeáu laø ñeå thaûi ra moâi tröôøng, trong tröôøng hôïp naøy yeâu caàu möùc ñoä xöû lyù phuï thuoäc vaøo nguoàn tieáp nhaän vaø khu vöïc tieáp nhaân khaùc nhau. Muùc ñoä xöû lyù caên cöù vaøo caùc haïng muïc tieâu chuaån do chính phuû quy ñònh. Thaùng 9/1995 chính phuû ñaõ ban haønh caùc tieâu chuaån quy ñònh moâi tröôøng thoáng nhaát chung treân toaøn quoác. Trong ñoù tieâu chuaån TCVN 5945 – 1995 quy ñònh tieâu chuaån xaû cho pheùp ñoái vôùi nöôùc thaûi coâng nghieäp ra caùc nguoàn khaùc nhau. Moät soá phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi Xöû lyù baèng phöông phaùp cô hoïc: Thöôøng aùp duïng giai ñoaïn ñaàu cuûa quaù trình xöû lyù duøng ñeå loaïi caùc taïp chaát khoâng tan, caû voâ cô laãn höõu cô coù trong nöôùc thaûi. Nhieäm vuï cuûa giai ñoaïn naøy laø loaïi taát caû caùc vaät coù theå gaây taéc ngheõn ñöôøng oáng, laøm hö maùy bôm cuõng nhö laøm giaûm hieäu quaû xöû lyù cuaû giai ñoaïn sau. Tuyø theo ñaëc ñieåm, kích thöôùc cuûa caùc loaïi caën trong nöôùc thaûi maø coù theå öùng duïng caùc quaù trình vaø coâng trình sau: Song chaén raùc vaø löôùi chaén raùc Song chaén vaø löôùi chaén raùc ñöôïc ñaët tröôùc traïm bôm hay haàm bôm tieáp nhaän hay beå chöùa, chuùng coù khaû naêng chaén giöõ nhöûng caën baån coù kích thöôùc lôùn hay ôû daïng sôïi. Song chaén vaø löôùi chaén raùc laø moät heä thoáng goàm nhöõng thanh kim loaïi ñaët song song vôùi nhau trong moät khung theùp hình chöõ nhaät. Khoaûng caùch giöõa caùc khe ñöôïc tính toaùn tuyø thuoäc vaøo kích thöôùc caën caàn loaïi boû. Laéng: Quaù trình laéng thöôøng ñöôïc öùng duïng ñeå taùch caùc chaát raén lô löûng ra khoûi nöôùc thaûi döïa treân nguyeân taéc söï khaùc nhau veà troïng löôïng giöõa caùc haït caën lô löûng vaø nöôùc. Chaát lô löûng naëng hôn seõ töø töø laéng xuoáng ñaùy, coøn chaát lô löûng nheï hôn seõ ôû phía treân. Quaù trình laéng coù theå loaïi boû ñeán 60% löôïng caën baån, caën lô löûng trong nöôùc thaûi, coù theå giaûm 20% BOD Ñoái vôùi quaù trình laéng ngöôøi ta thöôøng caùc loaïi beå laéng nhö: Beå laéng ngang: Beå naøy coù daïng hình chöõ nhaät, coù theå laøm baèng caùc loaïi vaät lieäu khaùc nhau nhö: beâtoâng, beâ toâng coát theùp,… Tuyø thuoäc vaøo kích thöôùc yeâu caàu cuûa quaù trình laéng vaø ñieàu kieän kinh teá. Ñoäng löïc cuaû quaù trình laéng theå hieän theo phöông phaùp chuyeån ñoäng ngang cuûa doøng nöùôc thaûi, ngöôøi ta chia doøng nöôùc chaûy vaø quaù trình laéng thaønh 4 vuøng: Vuøng hoaït ñoäng Vuøng buøn Vuøng trung gian Vuøng an toaøn Hieäu suaát laéng ñaït 60%, vaän toác doøng chaûy cuûa nöôùc thaûi trong beå laéng thöôøng ñöôïc choïn khoâng lôùn hôn 0,01m/s, thôøi gian löu töø 1-3h. Beå laéng ñöùng: Beå laéng coù daïng hình truï vôùi ñaùy hình choùp, quaù trình laéng ñöôïc thöïc hieän theo phöông thaúng ñöùng ngöôïc chieàu vôùi chieàu chuyeån ñoäng cuûa nöôùc thaûi. Thôøi gian löu cuûa nöôùc thaûi töø 45-120 phuùt, löôïng buøn laéng ñöôïc xaû ra ngoaøi baèng aùp löïc thuyû tónh hay coù theå duøng bôm huùt buøn. Chieàu cao vuøng laéng töø 4-5m. vôùi v laø vaän toác chuyeån ñoäng ñi leân cuaû haït caën, vaø döôùi taùc ñoäng cuûa troïng löïc haït chuyeån ñoäng xuoáng döôùi vôùi vaän toác w, neáu w>v thì haït seõ laéng nhanh, neáu w<v thì haït bò nöôùc cuoán leân treân. Beå laéng Radian: Laø beå coù daïng hình troøn, quaù trình laéng theo phöông chuyeån ñoäng ngang vaø nöôùc thaûi chuyeån ñoäng töø taâm ra xung quanh ( laéng li taâm )hoaëc ngöôïc laïi, nöôùc töø xung quanh thaønh beå chuyeån ñoäng veà trung taâm ( laéng höôùng taâm ). Loaïi beå laéng naøy ñöôïc öùng duïng vôùi löu löôïng nöôùc thaûi lôùn hôn 20.000m3/ngaøy.ñeâm. Hieäu quaû laéngcoù theå ñaït 60%. Coù theå naâng cao hieäu quaû laéng baèng caùch taêng vaän toác laéng nhôø chaát keo tuï vaø ñoâng tuï hoaëc giaûm ñoä nhôùt cuûa nöôùc thaûi baèng caùch gia nhieät. Loïc: Quaù trình loïc thöôøng öùng duïng ñeå loaïi boû caëïn lô löûng trong doøng thaûi ra töø beå laéng. Doøng nöôùc thaûi ñöôïc cho ñi qua lôùp vaät lieäu loïc baèng caùt thaïch anh vôùi caáp phoái khaùc nhau hoaëc than antrasit ( than hoaït tính ).chính lôùp vaät lieäu loïc coù taùc duïng giöõ laïi nhöõng haït caën khoâng laéng ñöôïc coøn laïi sau quaù trình laéng Moät soá quaù trình loïc thöôøng ñöôïc söû duïng trong xöû lyù : Quaù trình loïc nhanh Quaù trình loïc chaäm Quaù trình loïc khoâ Do giaù thaønh xöû lyù cao neân quaù trình loïc ít ñöôïc öùng duïng trong xöû lyù nöôùc thaûi. Tuy nhieân, trong moät soá tröôøng hôïp khi keát hôïp xöû lyù vôùi vieäc taùi söû duïng hay thu hoài moät soá thaønh phaàn trong nöôùc thaûi hoaëc caàn thieát phaûi taùi söû duïng nguoàn nöôùc thì phöông phaùp naøy vaãn ñöôïc aùp duïng. Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp hoaù lyù: Phöông phaùp hoaù lyù thöôøng ñöôïc öùng duïng caû trong xöû lyù nöùôc caáp vaø nöôùc thaûi. Baûn chaát cuûa quaù trình xöû lyù hoaù lyù laø aùp duïng caùc quaù trình vaät lyù vaø hoùa hoïc ñeå loaïi boû caùc chaát oâ nhieãm ra khoûi moâi tröôøng nöôùc. Ñoái vôùi nöùôc thaûi coâng nghieäp thì phöông phaùp thöôøng ñöôïc aùp duïng nhieàu hôn. Do vieäc öùng duïng caùc phöông phaùp hoaù lyù ñeå xöû lyù nöôùc thaûi so vôùi phöông phaùp sinh hoïc theå hieän nhieàu öu ñieåm nhö : Khaû naêng loaïi boû caùc chaát ñoäc höõu cô khoâng bò oâxy hoaù sinh hoïc. Hieäu quaû xöû lyù cao vaø oån ñònh. Kích thöôùc heä thoáng xöû lyù nho, khoâng caàn nhieàu dieän tích. Coù theå töï ñoäng hoaù hoaøn toaøn. Khoâng caàn theo doõi hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät. Coù theå thu hoài caùc chaát khaùc nhau Nhöõng phöông phaùp hoaù lyù thöôøng duøng trong xöû lyù nöôùc thaûi nhö: keo tuï, tuyeån noåi, … Keo tuï – taïo boângï: Phöông phaùp keo tuï ñöôïc söû duïng ñeå xöû lyù caùc chaát raén lô löûng vaø caùc haït keo trong nöôùc coù kích thöôùc töø 10-7 – 10-3 cm caùc chaát keo naøy khoâng theå laéng cuõng nhu vieäc aùp xöû lyù baèng nhöõng phöông phaùp cô hoïc coå ñieån khoâng mang laïi hieäu quaû cao. Hieäu quaû cuaû quaù trình keo tuï phuï thuoäc vaøo raát nhieàu yeáu toá nhö : ñoä pH, löôïng chaát keo tuï, cöôøng ñoä khuaáy troän, thôøi gian hoaøn thaønh phaûn öùng taïo boâng… Caùc chaát keo tuï thöôøng ñöôïc söû duïng laø : pheøn nhoâm, pheøn saét Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình keo tuï: pH. Baûn chaát cuûa heä keo Söï coù maët cuûa caùc ion khaùc trong nöôùc. Thaønh phaàn cuûa caùc chaát höõu cô coù chöùa trong nöôùc. Nhieät ñoä Caùc phöông phaùp keo tuï coù theå laø do keo tuï ñieän ly, keo tuï baèng heä keo ngöôïc daáu. Trong quaù trình xöû lyù baèng chaát keo tuï, sau khi keát thuùc giai ñoaïn thuûy phaân, giai ñoaïn hình thaønh boâng caën baét ñaàu dieãn ra. Ñeå taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho vieäc hình thaønh boâng caën, ngöôøi ta xaây döïng döïng caùc beå phaûn öùng vôùi muïc ñích ñaùp öùng caùc yeâu caàu cuûa cheá ñoä keo tuï toái öu, phuï thuoäc vaøo phöông phaùp khuaáy troän, beå phaûn öùng seõ ñöôïc phaân thaønh 2 loaïi thuyû löïc vaø cô khí. Coù theå laøm trong vaø khöû maøu nöôùc thaûi baèng caùch duøng caùc chaát keo tuï vaø caùc chaát trôï keo tuï ñeå lieân keát caùc chaát baån ôû daïng lô löûng vaø keo thaønh nhöõng boâng caën coù kích thöôùc lôùn hôn. Nhöõng boâng caën khi laéng xuoáng keùo theo caùc chaát phaân taùn khoâng tan. Tuyeån noåi: Phöông phaùp tuyeån noåi thöôøng ñöôïc aùp duïng ñeå loaïi boû caùc chaát raén lô löûng mòn, daàu môõ ra khoûi nöùôc thaûi. Baûn chaát cuûa quaù trình tuyeån noåi ngöôïc laïi vôùi quaù trình laéng. Quaù trình naøy ñöôïc thöïc hieän baèng caùch ñöa caùc haït khí mòn vaøo trong pha loûng ñeán khi löïc ñaåy noåi ñuû lôùn ñeå ñaåy noåi caùc haït caën, haït chaát loûng (daàu môõ…) dính baùm cuøng boït khí leân treân beà maët. Trong tuyeån noåi khí hoaø tan, khoâng khí hoaø tan trong nöôùc thaûi ôû aùp suaát vaøi atmosphere ( 275 -350 kPa). Sau ñoù, hoãn hôïp khí-nöôùc naøy ñöôïc giaûm aùp baèng vôùi aùp suaát khí quyeån, khí hoaø tan tan taùch ra khoûi pha loûng, hình haønh nhöõng boït khí mòn. Caùc boâng caën vaø caùc chaát lô löûng ( daàu, sôï, giaáy,…) seõ ñöôïc noåi leân treân nhôø caùc boït khí naøy, boâng caën vaø caùc boït khí keát dính vôùi nhau taïo thaønh maûng boâng lôùn. Hoãn hôïp khí caùc chaát raén noåi leân taïo thaønh vaùng treân beà maët vaø seõ ñöôïc caùc heä thoáng thanh gaït chuyeån sang ngaên chöùa buøn. Phöông phaùp tuyeån noåi ñöôïc söû duïng phoå bieán ñeå xöû lyù nöôùc thaûi sinh hoaït vaø nhieàu loaïi nöôùc thaûi coâng nghieäp nhö nöôùc thaûi nhieãm daàu, nöôùc thaûi deät nhuoäm, thuoäc da, cheá bieán thöïc phaåm, döôïc phaåm,… Quaù trình tuyeån noåi coù theå ñöôïc coi nhö moät giai ñoaïn xöû lyù sô boä tröôùc khi tieán haønh xöû lyù sinh hoïc. Loaïi coâng trình Öùng duïng Löôùi chaén raùc Taùch caùc chaát raén thoâ vaø coù theå laéng Nghieàn raùc Nghieàn caùc chaát raén thoâ ñeán kích thöôùc nhoû hôn ñoàng nhaát Beå ñieàu hoaø Ñieàu hoaø löu löôïng vaø taûi troïng BOD vaø SS Khuaáy troän Khuaáy troän hoaù chaát vaø chaát khí vôùi nöôùc thaûi vaø giöõ caën ôû traïng thaùi lô löûng Keo tu ï- taïo boâng Giuùp cho vieäc taäp hôïp caùc haït caën nhoû thaønh caùc haït lôùn hôn ñeå coù theå taùch ra baèng laéng troïng löïc Laéng Taùch caùc haït caën laéng vaø neùn buøn Tuyeån noåi Taùch caùc haït caën lô löûng nhoû vaø caùc haït caën coù tyû troïng saép xæ tyû troïng cuûa nöôùc, hay söû duïng ñeå neùn buøn sinh hoïc Loïc Taùch caùc haït caën lô löûng coøn laïi sau xöû lyù sinh hoïc hay hoaù hoïc. Vaän chuyeån khí Boå sung vaø taùch khí. Bay hôi vaø bay khí Bay hôi caùc hôïp chaát höõu cô bay hôi töø nöôùc thaûi. (Nguoàn Metcalf & Eddy, 1991) Baûng 4.1 : ÖÙng duïng caùc coâng trình cô hoïc trong xöû lyù nöôùc thaûi. Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp hoaù hoïc: Quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp hoaù hoïc laø aùp duïng caùc phaûn öùng hoaù hoïc ñeå loaïi bôùt caùc chaát oâ nhieãm ra khoûi nöôùc thaûi. Caùc phöông phaùp hoùa hoïc nhö: phöông phaùp trung hoaø, phöông phaùp oxy hoaù khöû, phöông phaùp keát tuûa hoaù hoïc, phöông phaùp khöû truøng. Phöông phaùp trung hoaø: Moät soá ngaønh coâng nghieäp thaûi ra nöôùc thaûi coù chöùa caùc oâxít axit hoaëc kieàm voâ cô neân tröôùc khi ñöôïc xaû thaûi vaøo nguoàn tieáp nhaän hoaëc tröôùc khi ñi vaøo trong caùc coâng trình xöû lyù sinh hoïc caàn phaûi ñöôïc trung hoaø ( ñieàu chænh ñoä pH thích hôïp ). Nöôùc ñaït trung tính khi coù pH ñaït töø 6,5 – 8,5. Coù nhieàu caùch ñeå tieán haønh trung hoaø nhö: troän nöôùc thaûi chöùa axít vaø kieàm vôùi nhau, cho theâm xuùc taùc, loïc nöôùc axít ( kieàm) qua vaät lieäu trung hoaø,… Moät vaøi hoùa chaát thöôøng ñöôïc duøng ñeå trung hoøa nöôùc thaûi nhö : canxi cacbonat, canxi oxit, magie oxit, magie hidroxit, NaOH, Na2CO3, H2SO4, HNO3, HCl, voâi soáng, voâi toâi… Keát tuûa hoaù hoïc: Phöông phaùp keát tuûa hoaù hoïc söû duïng moät soá chaát nhö : pheøn nhoâm, pheøn saét, polymer coù taùc duïng keát dính caùc chaát khueách taùn trong dung dòch thaønh caùc haït coù kích côõ vaø tyû troïng lôùn hôn roài laéng xuoáng ñeå loaïi boû caùc chaát oâ nhieãm ra khoûi nöôùc thaûi ñaây cuõng coù theå coi nhö phöông phaùp keo tuï - taïo boâng. Vieäc löïa choïn chaát taïo boâng hay keo tuï phuï thuoäc vaøo thaønh phaàn vaø tính chaát nöôùc thaûi cuõng nhö chaát khueách taùn caàn loaïi. Trong moät soá tröôøng hôïp caàn caùc chaát phuï trôï nhaèm ñieàu chænh giaù trò pH cuûa nöôùc thaûi toái öu cho quaù trình taïo boâng vaø keo tuï. Phöông phaùp keo tuï taïo boâng coù theå duøng ñeå loaïi boû maøu cuûa nöôùc thaûi khi keát hôïp aùp duïng moät soá chaát phuï trôï khaùc. Haáp Phuï Phöông phaùp haáp phuï thöôøng ñuôïc söû duïng ñeå loaïi boû caùc hôïp chaát hoaø tan coù ñoäc tính cao, caùc chaát coù muøi,vaø maøu… laø caùc chaát maø nhöõng phöông phaùp xöû lyù sinh cuøng caùc phöông phaùp xöû lyù thoâng thöôøng khaùc cuõng khoâng theå loaïi boû ñöôïc duø vôùi haøm löôïng thaáp. Caùc chaát haáp phuï thöôøng duøng laø : than hoaït tính, ñaát seùt hoaït tính, silicagen, keo nhoâm…hoaëc moät soá chaát toång hôïp hay chaát thaûi trong saûn xuaát nhö._. xæ tro, xæ mat saét….trong ñoù than hoaït tính ñöôïc söû duïng phoå bieán nhaát. Than hoaït tính coù hai daïng ; daïng boät vaø daïng haït. Caùc chaát höõu cô, kim loaïi naëng, caùc chaát maøu… ñeàu coù theå deã daøng bò haáp phuï bôûi than hoaït tính. Phöông phaùp haáp phuï coù theå loaïi boû 58%- 95% caùc chaát höõu cô vaø maøu Trao ñoåi Ion Phöông phaùp trao ñoåi ion laø phöông phaùp maø trong ñoù caùc ion treân beà maët cuûa chaát raén trao ñoåivôùi caùc ion coù cuøng ñieän tích trong dung dòch khi tieáp xuùc vôùi nhau. Caùc chaát naøy goïi laø caùc ionit( chaát trao ñoåi ion ), chuùng hoaøn toaøn khoâng tan trong nöôùc. Phöông phaùp trao ñoåi ion ñöôïc duøng ñeå xöû lyù caùc kim loïai naëng noùi rieâng, kim loïai noùi chung coù trong nöôùc thaûi. Phöông phaùp naøy cuõng coù theå duøng trong vieäc xöû lyù nöôùc cöùng (loïai Ca2+ vaø Mg2+ra khoûi nöôùc cöùng). Caùc chaát trao ñoåi ion coù theå laø voâ cô hoaëc höõu cô coù nguoàn goác töï nhieân hay toång hôïp. Caùc chaát trao ñoåi ion coù nguoàn goác thieân nhieân : zeolit, ñaát seùt, chaát muøn trong ñaát, daãn suaát sulfo töø than… caùc chaát ionit coù nguoàn goác töï nhieän thöôøng keùm beàn veà nhieät, cô, hoùa. Caùc ionit toång hôïp : caùc polimer anionit vaø cationit, caùc hidroxitcuûa moät soá kim loïai nhö nhoâm, croâm… Khöû truøng Moät soá öùng duïng cuûa phöông phaùp Hoaù hoïc thöôøng söû duïng trong xöû lyù nöôùc thaûi. Quaù trình Öùng duïng Keát tuûa Taùch phospho vaø naâng cao hieäu quaû cuûa vieäc taùch caën lô löûng ôû beå laéng baäc 1. Haáp thuï Taùch caùc chaát höõu cô khoâng ñöôïc xöû lyù baèng phöông phaùp hoaù hoïc thoâng thöôøng hoaëc baèng phöông phaùp sinh hoïc. Noù cuõng ñöôïc söû duïng ñeå taùch kim loaïi naëng, khöû Chlorine cuûa nöôùc thaûi tröôùc khi xaû vaøo nguoàn. Khöû truøng Phaù huyû choïn loïc caùc vi sinh vaät gaây beänh. Khöû truøng baèng Chlorine Phaù huyû choïn loïc caùc vi sinh vaät gaây beänh, Chlorine laø chaát ñöôïc söû duïng roäng raõi nhaát. Khöû Chlorine Taùch Clo coøn laïi sau quaù trình Clo hoaù. Khöû truøng baèng ClO2 Phaù huyû choïn loïc caùc vi sinh vaät gaây beänh. Khöû truøng baèng BrCl2 Phaù huyû choïn loïc caùc vi sinh vaät gaây beänh. Khöû truøng baèng O3 Phaù huyû choïn loïc caùc vi sinh vaät gaây beänh. Khöû truøng baèng tia UV Phaù huyû choïn loïc caùc vi sinh vaät gaây beänh. (Nguoàn Metcalf & Eddy, 1991) Baûng 4.2 : ÖÙng duïng caùc quaù trình hoaù hoïc trong xöû lyù nöôùc thaûi. Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc: Quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc laø quaù trình phaân giaûi, phaân huûy caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi döïa treân hoïat ñoäng soáng cuûa caùc chuûng vi sinh vaättoàn taïi trong nöôùc thaûi, chuû yeáu laø caùc vi khuaån dò döôõng hoaïi sinh. Quaù trình dinh döôõng cuûa vi khuaån söû duïng caùc chaát höõu cô vaø khoaùng chaát coù trong nuôùc thaûi ñeå kieán taïo sinh khoái vaø saûn sinh naêng löôïng ñoàng thôøi laøm saïch caùc chaát höõu cô hoøa tan hoaëc caùc haït keo phaân taùn nhoû. Ñoái vôùi caùc chaát voâ cô trong nöôùc thaûi thì phöông phaùp sinh hoïc duøng ñeå khöû chaát sunphít, muoái amon, nitrat ( caùc chaát chöa bò oxy hoaù hoaø tan hoaøn toaøn). Saûn phaåm cuoái cuøng cuûa quaù trình phaân huyû sinh hoaù caùc chaát seõ laø: CO2, H2O, N2, SO4-2,… Cho ñeán nay ngöôøi ta ñaõ bieát vi sinh vaät coù theå phaân huûy caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi. Caên cöù vaøo tính chaát hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät coù theå chia phuöông phaùp sinh hoïc ra thaønh 3 nhoùm sau: caùc phöông phaùp kî khí (anaerobic), caùc phöông phaùp hieáu khí (aerobic), vaø caùc phöông phaùp thieáu khí (anoxic). Phöông phaùp kî khí: Phöông phaùp sinh hoïc kî khí thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå loaïi boû caùc chaát höõu cô coù trong phaàn caën cuûa nöôùc thaûi baèng caùc chuûng vi sinh vaät tuyø nghi vaø vi sinh vaät kî khí, trong ñoù öu theá laø vi sinh vaät kî khí. Quaù trình phaân huyû kî khí caùc hôïp chaát höõu coù theå chia laøm 6 quaù trình nhö sau: Thuûy phaân polymer: laø quaù trình thuûy phaân caùc protein, polysaccharide, caùc chaát beùo. Leân men caùc amino acid vaø ñöôøng; Phaân huûy caùc acid beùo maïch daøi caø röôïu (ancohols); Phaân huûy kò khí caùc acid beùo deã bay hôi( ngoïai tröø acid acetic); Hình thaønh khí methane töø acid acetic; Hình thaønh khí methane töø hydrogen vaø CO2; Caùc quaù trình naøy coù theå hoïp thaønh 4 giai ñoaïn, xaûy ra ñoàng thôøitrong quaù trình phaân huûy kò khí caùc chaát höõu cô; Thuûy phaân: Trong giai ñoaïn thuû phaân, döôùi taùc duïng cuûa caùc enzyme do vi khuaån tieát ra, caùc phöùc chaát vaø chaát khoâng tan ( polysaccharides, proteins, lipids) chuyeån hoùa thaønh caùc phöùc chaát ñôn giaûn hôn hoïac caùc chaát hoøa tan ( ñöôøng, caùc amino acid, acid beùo). Quaù trình naøy xaûy ra chaäm, toác ñoä thuûy phaân phuï thuoäc vaøo pH, kích thöôùc haït, ñaëc tính deã phaân huûy cuûa cô chaát. Chaát beùo thuûy phaân raát chaäm. Acid hoùa : Trong giai ñoaïn naøy, caùc vi khuaån leân men chuyeån hoùa caùc chaát hoøa tan thaønh caùc chaát ñôn giaûn nhö acid beùo deã bay hôi, alcohols, acid lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S vaø sinh khoái môùi. Söï hình thaønh caùc acid coù theå laøm pH giaûm xuoáng ñeán 4.0. Acetic hoùa Acetogenesis): Caùc vi khuaån chuyeån hoùa caùc caùc saûn phaåm cuûa giai ñoïan acid hoùa thaønh acetate, H2, CO2, vaø sinh khoái môùi. Meâtan hoùa ( Methanogenesis): Ñaây laø giai ñoaïn cuoái cuûa quaù trình phaân huûy kò khí. Acid acetic, H2, CO2, acid fomic vaø methnol chuyeån hoù thaønh methane, CO2, vaø sinh khoái môùi. Trong 3 giai ñoïan ñaàu, COD trong nöôùc nöôùc thaûi haàu nhö khoâng giaûm, COD chæ giaûm trong giai ñoaïn methane hoùa. Khaùc vôùi quaù trình hieáu khí, trong quaù trình kò khí, taûi troïng toái ña khoâng bò aûnh höôûng, haïn cheá bôûi chaát phaûn öùng nhö O2. nhöng trong coâng ngheä xöû lyù kò khí caàn löu yù 2 yeáu toá quan troïng: Duy trì sinh khoái vi khuaån caøng nhieàu caøng toát. Taïo ñieàu kieän tieáp xuùc ñuû giöõa sinh khoái vi khuaån vaø nöôùc thaûi. Hieän nay, xu höôùng aùp duïng phaân huûy kò khí coù thu hoài naêng löôïng biogas ñang ñöôïc aùp duïng roäng raõi do caùc nguyeân nhaân sau: Theå tích coâng trình nhoû, ít chieám maët baèng. Chi phí vaän haønh thaáp. Coù khaû naêng thu hoài naêng löôïng. Caùc phöông phaùp kò khí thöôøng hay söû duïng: Kî khí kieåu tieáp xuùc (Aerobic Contactor). Kò khí xaùo troän hoaøn toaøn. Loïc kò khí dình baùm xuoâi doøng Kò khí dính baùm giaù theå coá ñònh Kò khí dính baùm giaù theå lô löûng. Beå phaûn öùng kò khí coù ñeäm daõn (Fluidized Bed). Kò khí kieåu ñeäm buøn doøng chaûy ngöôïc (Upflow Anaerobic Sludge Blanket -UASB). Phöông phaùp hieáu khí: Quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc hieáu khí laø quaù trình phaân giaûi, phaân huûy caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi döïa treân hoïat ñoäng soáng cuûa caùc chuûng vi sinh vaät ( chuû yeáu laø vi khuaån töï döôõng )coù trong nöôùc thaûi trong ñieàu kieän hieáu khí.. Chaát höõu cô + O2 vi sinh H2O +CO2 + NH3+.., Ôû ñieàu kieän hieáu khí NH4 cuõng bò loaïi nhôø quaù trình nitrat hoaù cuûa vi sinh vaät töï döôõng. NH4 + 2O2 vi sinh NO3- + 2H+ + naêng löôïng Caùc phöông phaùp xöû lyù thöôøng hay söû duïng: Phöông phaùp buøn hoaït tính. (activated sludge) Moät soá daïng buøn hoaït tính caûi tieán nhö: suïc khí töøng caáp, söïc khí keùo daøi, möông oxy hoaù… Phöông phaùp phaân huyû sinh hoïc ñeäm coá ñònh (fixed bed bioreacotor) Phöông phaùp loïc sinh hoïc (trickling filter). Phöông phaùp ao oån ñònh (ao hieáu khí, ao tuyø nghi). Phöông phaùp thieáu khí: Phöông xöø lyù sinh hoïc trong ñieàu kieän thieáu thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå loaïi boû caùc chaát dinh döôõng nhö: N vaø P, caùc yeáu toá gaây hieän töôïng buøn noåi taûo trong nöôùc beà maët ra khoûi nöôùc thaûi. Nguyeân taéc laø trong ñieàu kieän laø thieáu oxy hoaø tan, haøm löôïng oxy hoaø tan trong heä thoáng xöû lyù ôû möùc thaáp, vieäc khöû nitrat seõ xaûy ra. NO3- vi sinh NO2 NO2 + chaát höõu cô vi sinh N2 + CO2 + H2O Caùc phöông phaùp xöû lyù thöôøng ñöôïc aùp duïng trong ngaønh thuûy saûn Ñaëc tröng cuûa nöôùc thaûi ngaønh thuûy saûn laø oâ nhieãm höõu cô. Vì vaäy, phöông phaùp xöû lyù thöôøng thaáy nhaát trong caùc coâng trình xöû lyù laø phöông phaùp sinh hoïc. Trong phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc, quaù trình buøn hoïat tính( sinh tröôûng lô löûng) ñöôïc coi laø chuû ñaïo vaø phoå bieán nhaát. Beân caïnh moät soá quaù trình nhö sinh tröôûng dính baùm… Quaù trình buøn hoaït tính: Buøn hoaït tính laø taäp hôïp nhöõng vi sinh vaät khoaùng hoaù coù khaû naêng haáp phuï treân beà maët vaø oxy hoaù caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc thaûi vôùi söï coù maët cuûa oxy. Ñeå buøn hoaït tính vaø nöôùc thaûi tieáp xuùc vôùi nöôùc thaûi ñöôïc toát vaø lieân tuïc, coù theå tieán haønh khuaáy troän baèng khí neùn hoaëc caùc thieát bò cô giôùi. Trong thöïc teá khí neùn ñöôïc öùng duïng vaøo muïc ñích naøy, vì giaûi quyeát ñoàng thôøi 2 nhieäm vuï : vöøa khuaáy troän buøn hoaït tính vôùi nöôùc thaûi, vöøa ñaûm baûo cung caáp oxy caàn thieát cho quaù trình soáng vaø hoaït ñoäng vi sinh. Caùc chaát höõu cô hoaø tan, caùc chaát keo vaø phaân taùn nhoû seõ ñöôïc chuyeån hoaù baèng caùch haáp thuï vaø keo tuï sinh hoïc treân beà maët caùc teá baøo sinh vaät. Tieáp theo trong quaù trao ñoåi chaát, döôùi taùc duïng cuûa men noäi baøo, caùc chaát höõu cô seõ bò phaân huyû. Ba giai ñoïan cuûa quaù trình buøn hoïat tính : Giai ñoaïn khuyeách taùn vaø chuyeån chaát töø dòch theå nöôùc thaûi tôùi beà maët caùc teá baøo vi sinh vaät. Haáp phuï khueách taùn vaø haáp phuï caùc chaát baån töø maët ngoaøi cuûa teá baøo qua maøng baùn thaám. Quaù trình chuyeån hoaù caùc chaát ñöôïc khuyeách taùn vaø haáp phuï ôû trong teá baøo vaø vi sinh vaät sinh ra naêng löôïng vaø toång hôïp caùc chaát môùi cuûa teá baøo. Theo Eckenfelder W.W vaø Conon D.J thì quaù trình xöû lyù hoaù hieáu khí nöôùc thaûi goàm 3 giai ñoaïn ñöôïc bieåu thò bôûi caùc phaûn öùng sau nay: Oxy hoaù chaát höõu cô: CXHYOZ + O2 enzym CO2 + H2O + DQ Toång hôïp ñeå xaây döïng teá baøo: CXHYOZ +O2 + NH3 enzym Teá baøo vi khuaån + CO2 +H2O+C5H7NO2 - DQ Phaân huyû noäi baøo: Teá baøo vi khuaån + CO2 +C5H7NO2 enzym CO2 + H2O + NH3 ± DQ Xöû lyù nöôùc thaûi trong caùc beå hieáu khí (BeåAerotan): Beå Aerotank aùp duïng quaù trình buøn hoïat tính ñeå oxy hoaù caùc chaát höõu cô trong nöôùc thaûi. Buøn hoaït tính ñöôïc hình thaønh do söï taäp hôïp cuûa nhieàu vi sinh vaät hieáu khí, caùc loaïi vi sinh vaät nhö: vi khuaån, taûo, naám men, naám moác,… vaø caùc chaát raén, caùc caën raén taïo thaønh caùc boâng buøn hoïat tính. Buøn hoaït tính laø heä keo voâ ñònh hình, khi pH =4,9 thì noù coù ñieän tích aâm. Maëc duø nöôùc thaûi raát khaùc nhau nhöng thaønh phaàn buøn hoaït tính khaù gioáng nhau. Quaù trình xöû lyù buøn hoaït tính trong beå aerotan dieãn ra goàm 4 giai ñoaïn chính: Taùch sô boä caùc chaát lô löûng ñeå laéng ra khoûi nöôùc thaûi, nhaèm laøm giaûm haøm löôïng caùc chaát lô löûng, quaù trình naøy ñöôïc thöïc hieän trong beå laéng ñôït 1. Laøm thoaùng hoãn hôïp nöôùc thaûi vôùi buøn hoaït tính trong beå aerotan, ñaây laø giai ñoaïn quyeát ñònh hieäu quaû cuûa cuùa quaù trình xöû lyù. Ôû ñaây seõ coù söï tieáp xuùc giöõa nöôùc thaûi vôùi buøn hoaït tính (vi sinh vaät ) trong ñieàu kieän O2 ñöôïc cung caáp ñaày ñuû vaø quaù trình phaân huûy chaát höõu cô cuûa vi sinh vaät ñöôïc dieãn ra. Ñeå quaù trình ñöôïc thuaän lôïi caàn phaûi khuaáy troän cho buøn vaøo nöôùc thaûi tieáp xuùc vôùi nhau. Trong quaù trình hoaït ñoäng ngöôøi ta thöôøng duøng caùc maùy neùn khí ñeå thöïc hieän vieäc cuøng moät luùc laø cung caáp oxy vaø khuaáy troân. Taùch nöôùc thaûi ñaõ ñöôïc laøm saïch ra khoûi buøn hoaït tính, sau moät thôøi gian tieáp xuùc giöõa nöôùc thaûi vôùi buøn hoaït tính, nöôùc sau quaù trình xöû lyù taïi beå aerotank seõ chuyeån qua beå laéng II ñeå laéng caùc taïp chaát lô löûng cuõng nhö moät phaàn buøn hoaït tính. Tuaàn hoaøn buøn hoaït tính trôû veà beå aerotan, buøn hoaït tính ñöôïc laáy töø beå laéng II vaø ñöôïc tuaàn hoaøn vaøo beå aerotan nhaèm boå sung löôïng buøn hoïat tính. Vì trong quaù trình hoaït ñoäng beå aerotan seõ bò maát moät löôïng buøn vaø baûn thaân vi sinh vaät cuõng giaø vaø cheáát ñi neân caàn phaûi coù doøng buøn hoïat tính tuaàn hoaøn trôû laïi. Quaù trình xöû lyù baèng buøn hoaït tính vôùi vaät lieäu tieáp xuùc (Attached Growth Processes): Quaù trình xöû lyù sinh hoïc hieáu khí Attached Growth (AG)laø öùng duïng quaù trình sinh tröôûng dính baùm trong ñieàu kieän hieáu khí. Quaù trình naøy ñöôïc söû duïng ñeå laøm saïch caùc chaát höõu cô trong nöôùc thaûi. Quaù trình AG bao goàm: loïc sinh hoïc, loïc thoâ, RBC (Rotating Biological Contactor), AGWSP (beå xöû lyù sinh hoïc coù vaät lieäu tieáp xuùc – Attached Growth Waste Stabilization Pond), beå phaûn öùng nitrat hoùa fixed – bed,... Beå loïc sinh hoïc (Biogical Filtration): Ñöïôc thieát keá ñaàu tieân taïi traïm thöïc nghieäm Lawrence ôû Matssachusetts naêm 1891. Beå loïc sinh hoïc hieän ñaïi goàm lôùp vaät lieäu tieáp xuùc coù khaû naêng thaám cao cho pheùp caùc vi sinh vaät dính baùm taïo maøng vi sinh vaät treân lôùp vaät lieäu naøy. Maøng vi sinh vaät seõ oxi hoaù heát chaát baån höõu cô, vi sinh vaät söû duïng caùc chaát höõu cô trong nöôùc thaûi laøm nguoàn dinh döôõng. Lôùp vaät lieäu tieáp xuùc phaûi coù ñoä xoáp cao, coù khoái löôïng rieâng nhoû vaø tieát dieän beà maët rieâng phaàn lôùn nhö: ñaù daêm, ñaù cuoäi, xæ, caùc voøng söù, caùc löôùi nhöïa hoaëc kim loaïi.... Maøng vi sinh vaät ñoùng vai troø nhö buøn hoaït tính (trong quaù sinh tröôûng lô löûng). Ôû phaàn ngoaøi lôùp nhaày cuûa maøng vi sinh vaät (0.1 – 0.2 mm) chaát höõu cô seõ bò phaân huyû bôûi vi sinh vaät hieáu khí. Khi vi sinh vaät taêng tröôûng thì chieàu daøy lôùp maøng cuõng taêng leân vaø oxy khueách taùn cuõng ñöôïc tieâu thuï tröôùc khi noù coù theå thaám saâu vaøo trong toaøn boä lôùp maøng nhaày. Do ñoù moâi tröôøng kî khí seõ naèm gaàn beà maët cuûa loïc. Khi ñoä daøy cuûa lôùp maøng nhaày taêng leân thì chaát höõu cô seõ bò phaân huyû tröôùc khi noù tieáp xuùc vôùi vi sinh vaät ôû beà maët vaät lieäu loïc. Keát quaû laø caùc vi sinh vaät ôû gaàn beà maët vaät lieäu loïc phaûi hoâ haáp noäi baøo do khoâng coù nguoàn cacbon cuûa chaát baån höõu cô trong nöôùc thaûi vaø do ñoù maát daàn khaû naêng dính baùm, noù seõ bò bong ra khoûi thieát bò loïc cuøng vôùi nöôùc thaûi. khi ñoù moät maøng nhaày vi sinh vaät môùi seõ ñöôïc hình thaønh. Hieän töôïng röûa troâi cuûa maøng nhaày vi sinh vaät laø hoaït ñoäng chuû yeáu cuûa caùc taûi troïng höõu cô (toác ñoä chuyeån hoaù maøng nhaày) vaø taûi troïng thuyû löïc (toác ñoä dòch chuyeån cuûa nöôùc thaûi) cuûa beå loïc. Cöôøng ñoä oxy hoaù trong thieát bò cuûa beå loïc thöôøng nhoû hôn beå Aerotank. Beå loïc sinh hoïc thoâ: Ñaây laø beå loïc ñöôïc thieát keá ñaëc bieät ñeå vaän haønh ôû taûi troïng thuyû löïc cao. Loïc sinh hoïc thoâ chuû yeáu ñeå loaïi boû chaát baån höõu cô trong quaù trình xuoâi doøng. Caùc loaïi beå loïc ñaàu tieân söû duïng vaät lieäu loïc laø ñaù nhoû, noâng. Khuynh höôùng hieän nay laø söû duïng vaät lieäu toång hôïp hay goã ñoû (red wood) vôùi ñoä saâu trung bình laø 3.5 – 12 m. Loïc thoâ tieâu bieåu laø vaän haønh ôû taûi troïng thuyû löïc cao, thaäm chí phaûi tuaàn hoaøn cao. Taûi troïng thuyû löïc cao seõ laøm cho quaù trình röûa troâi cuûa maøng nhaày gaàn nhö lieân tuïc. Khaû naêng khöû baån trong nöôùc thaûi cuûa beå loïc sinh hoïc phuï thuoäc vaøo vieäc löïa choïn vaät lieäu loïc, heä sinh vaät dính baùm nhö sau: Baûng 4.3: caùc loaïi vaät lieäu loïc trong beå loïc sinh hoïc Vaät lieäu Kích thöôùc (mm) Tyû troïng (kg/m3) Dieän tích beà maët Ñoä thoaùng Ñaù Granit 25 – 75 1250 – 1750 50 – 70 40 – 50 Ñaù Granit 100 – 120 800 – 1000 40 – 50 50 – 60 Xæ 50 – 80 900 – 1200 55 – 70 40 – 50 Voøng goám 40 x 50 650 115 68 Goã ñoû 1200 x 1200 x 50 165 46 75 Nhöïa plastic 600 x 600 x1200 30 – 100 80 - 100 94 - 97 Ñóa quay sinh hoïc (Rotating Biological Contactor – RBC): Ñóa quay sinh hoïc goàm moät loaïi ñóa troøn xeáp lieàn nhau baèng Polystyren hay PVC, caùc ñóa naøy ñöôïc nhuùng chìm trong nöôùc thaûi vaø quay töø töø. Trong khi vaän haønh thì vi sinh vaät seõ baùm leân treân beà maët ñóa vaø hình thaønh moät lôùp maøng nhaày treân beà maët öôùt cuûa ñóa. Ñóa quay sinh hoïc laøm cho sinh khoái luoân luoân tieáp xuùc vôùi chaát baån höõu cô trong nöôùc thaûi vaø vôùi khoâng khí ñeå haáp thuï oxy ñoàng thôøi taïo söï trao ñoåi oxi vaø duy trì sinh khoái trong ñieàu kieän hieáu khí. Vi sinh vaät trong ñóa quay laø vi sinh vaät yeám khí tuyø tieän nhö: Pseudomonas, Flavosbacterium, Micrococus vaø caùc vi sinh vaät hieáu khí nhö: Bacillus thì thöôøng coù maët ôû lôùp treân cuûa maøng vi sinh vaät moûng chöùa caùc vi sinh vaät yeám khí nhö: Desulfovibro, vi khuaån sulfua. AGWSP (beå xöû lyù sinh hoïc coù vaät lieäu tieáp xuùc – Attached Growth Waste Stabilization Pond) : Ñaây laø daïng hoà sinh hoïc keát hôïp vôùi beå loïc sinh hoïc. Nhöõng vaät lieäu tieáp xuùc ñöôïc boá trí doïc theo chieàu daøi hoà sinh hoïc taïo ñieàu kieän cho vi sinh vaät sinh tröôûng treân beà maët. Ôû taûi troïng cao coù theå suïc khí töøng phaàn hay toaøn boä theå tích beå. Thôøi gian löu nöôùc trong beå coù theå laø töø 4 giôø ñeán 3 ngaøy. Giaù theå sinh vaät baùm dính laø nhöõng sôïi nhöïa toång hôïp khaù cöùng ñöôïc quaán quanh moät loõi theùp traùng keõm. Kích thöôùc sôïi nhöïa toång hôïp tính töø loõi keõm daøi khoaûng 50 – 70 mm. Moãi loõi keõm ñöôïc quaán troøn coù ñöôøng kính khoaûng 80 – 100 mm. Heä thoáng phaân phoái khí laø caùc thanh ñaù boït (moâ hình lab Scale) hoaëc caùc ñöôøng oáng daãn khí (trong caùc coâng trình lôùn). Xöû lyù nöôùc thaûi baèng phöông phaùp sinh hoïc kò khí. Quaù trình phaân huûy kò khí xaùo troän hoøan toaøn Beå phaân huûy kò khí xaùo troän hoøan toaøn laø beå xaùo troän lieän tuïc, khoâng coù tuaàn hoøan buøn. Beå naøy thích hôïp cho vieäc xöû lyù nöôùc thaûi coù haøm löôïng höûu cô hoøa tan deã phaân huûy noàng ñoä cao hoaëc xöû lyù buøn höõu cô. Thieát bò xaùo troän coù theå duøng heä thoáng caùnh khuaáy cô khí hoaëc tuaàn hoøan khí biogas. Trong quaù trình phaân huûy. Haøm löôïng chaát lô löûng doøng ra phuï thuoäc vaøo thaønh phaàn nöôùc thaûi vaø yeâu caàu xöû lyù. Do beå phaân huûy kò khí xaùo troän hoaøn toaøn khoâng coù coù bieän phaùp löu giöõ sinh khoái buøn, neân neân thôøi gian löu giöõ buøn laø thôøi gian löu nöôùc, thôøi gian löu buøn thöôøng töø 12 ñeán 30 ngaøy. Loïc kò khí Beå loïc kò khí laø coät chöùa ñaày vaät lieäu raén trô laøm giaù theå coá ñònh cho vi sinh vaät kò khí soáng dính baùm treân beà maët. Giaù theå coù theå laø ñaù, soûi, than, voøng nhöïa, taám nhöïa, voøng söù…. Doøng nöôùc thaûi phaân boá ñeàu, ñi töø döôùi leân tieáp xuùc vôùi maøng vi sinh dính baùm treân giaù theå. Do khaû naêng dính baùm toát cuûa maøng vi sinh daãn ñeán löôïng sinh khoái trong beå taêng leânvaø thôùi gian löu buøn keùo daøi. Vì vaäy, thôøi gian löu nöôùc nhoû, coù theå vaän haønh ôû taûi troïng raát cao. Loïc kò khí vôùi giaù theå laø soûi, ñaù thöôøng hay coù hieän töôïng bít taéc do maøng sinh vaät baùm dính khoâng toaát bò bong ra vaø laáp ñaày caùc khe toáng.giaù theå baèng nhöïa toång hôïp coù caáu truùc thoùang, ñoä roãng cao neân maøng vi sinh deã daøng baùm dính so vôùi ñaù, soûi. Nhöôïc ñieåm cuûa beå loïc kò khí laø deã gaây neân caùc vuøng cheát vaø doøng chaûy ngaén. Do doøng chaûy quanh co vaø khaû naêng tích luõy sinh khoái. Ñeå khaéc phuïc nhöôïc ñieåm naøy coù theå boá trí theâm heä thoáng xaùo troän baèng khí biogas ( thoâng qua maùy neùn khí) sinh ra thoâng qua heä thoáng phaân phoái khí ñaët phía döôùi lôùp vaät lieäu . Quaù trình tieáp xuùc kò khí Quaù trình tieáp xuùc kò khí töông töï nhö quaù trình buøn hoaït tính hieáu khí goàm hai giai ñoaïn : phaân huyû kò khí xaùo troän hoaøn toaøn vaø quaù trình laéng, hay tuyeån noåi nhaèm muïc ñích taùch rieâng phaàn caën sinh hoïc vaø nöôùc thaûi sau quaù trình xöû lyù. Buøn sinh hoïc sau khi ñöôïc taùch cuõng ñöôïc cho tuaàn hoaøn trôû laò beå phaân huyû kò khí. Do coù theå kieåm soaùt ñöôïc löôïng sinh khoái, khoâng phuï thuoäc vaøo löu löông thaûi neâ coù theå khoáng cheá thôøi gian löu buøn maø khoâng lieân quan ñeán thôøi gian löu nöôùc. Heä thoáng tieáp xuùc kò khí söû duïng quaù trình laéng troïng löïc phuï thuoäc nhieàu vaøo tính chaát boâng buøn kò khí. Caùc boït khí biogas thöôøng baùm vaøo boâng buøn laøm giaûm hieäu suaát laéng. Vì vaäy, ñeå taêng khaû naêng laéng buøn, tröôùc khi laéng, hoãn hôïp nöôùc vaø buøn ñöôïc cho ñi qua boä phaän taùch khí nhö thuøng quaït gioù, khuaáy cô khí hoaëc taùch khí chaân khoâng vaø coù theå theâm chaát keo tuï ñaåy nhanh quaù trình taïo boâng. Quaù trình kò khí baùm dính xuoâi doøng Trong quaù trình dính baùm xuoâi doøng, nöôùc thaûi vaøo töø phía treân cho chaûy qua lôùp giaù theå module. Giaù theå naøy taïo neân caùc doøng chaûy nhoû töông ñoái thaúng theo höôùng töø treân xuoáng. Ñöôøng kính cuûa doøng chaûy nhoû xaáp xæ 4 cm. vôùi caáu truùc naøy traùnh ñöôïc hieän töôïng bít taéc vaø tích luyõ sinh khoái dính baùm vaø thích hôïp cho xöû lyù nöôùc thaûi coù haøm löôïng SS cao. Quaù trình kò khí taàng giaù theå lô löûng Trong quaù trình kò khí taàng giaù theå lô löûng, nöôùc thaûi ñöôïc bôm töø döôùi leân qua lôùp vaät lieäu haït laø giaù theå cho vi sinh soáng baùm. Caùc haït vaät lieäu coù ñöôøng kính nhoû, vì vaäy tæ leä dieän tích beà maët treân theå tích raát lôùn, taoï sinh khoái dính baùm lôùn. Moät phaàn doøng ra ñöôïc cho tuaàn hoaøn trôû laïi beå ñeå taïo vaän toác doøng leân ñuû lôùn ñeå laøm cho lôùp vaät lieäu ôû daïng lô löûng, giaõn nôû khoaûng 15%- 30% hoaëc lôùn hôn. Haøm löôïng sinh khoái trong beå coù theå leân tôùi 10000- 40000mg/l. do löôïng sinh khoái lôùn vaø thôøi gian löu nöôùc nhoû neân coù theå öùng duïng quaù trình naøy ñeå xöû lyù nöôùc thaûi coù noàng ñoä höøu cô thaáp. Phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi trong ñieàu kieän töï nhieân: Hoà sinh hoïc Hoà sinh hoïc laø moät trong nhöõng phöông phaùp xöû lyù ñôn giaûn nhaát, ít toán keùm nhaát vaø vaän haønh deã daøng. Tuy nhieân, phöông phaùp naøy chæ thích hôïp vôùi loaïi nöôùc thaûi coù löu löôïng nhoû vaø nôi coù dieän tích maët baèng lôùn. Trong hoà sinh hoïc vai troø cuûa vi sinh vaät laø chuû yeáu coøn rong taûo chæ laø nguoàn cung caáp oxy cho vi sinh vaät hoaït ñoäng vaø vi sinh vaät phaân huûy chaát höõu cô. Nhìn chung, chuùng coù söï taùc ñoäng qua laïi laãn nhau, rong taûo thì cung caáp oxy cho VSV hoaït ñoäng coøn VSV phaân huûy chaát höõu cô taïo thaønh nguoàn dinh döôõng ( CO2, PO43-, caùc nitrat amin) cho rong taûo soáng. Ñeå hoà hoaït ñoäng bình thöôøng thì trong hoà nöôùc thaûi phaûi ñaït pH vaø nhieät ñoä thích hôïp. Maët khaùc, thieát keá sau cho hoà coù moät thôøi gian löu toái thieåu,töông öùng vaän toác oxy hoùa ñöôïc ñaùnh giaù theo BOD cuûa chaát phaân huyû chaäm nhaát. Hoà sinh hoïc coù theå söû duïng nhö moät coâng trình ñoäc laäp ñeå xöû lyù trieät ñeå nöôùc thaûi sau caùc coâng trình xöû lyù sinh hoïc khaùc. Caùnh ñoàng töôùi vaø caùnh ñoàng loïc Giöõa caùnh ñoàng töùôi vaø caùnh ñoàng loïc chæ khaùc nhau ôû choå caùnh ñoàng töôùi coù troàng caây coâng nghieäp, coøn ñoàng loïc thì khoâng, nhöng chuùng coù chung moät muïc ñích laø xöû lyù nöôùc thaûi. Trong caùnh ñoàng töùôi coù vi khuaån, men, naám, reâu, taûo, ñoäng vaät nguyeân sinh. Nöôùc thaûi chöùa chuû yeáu laø vi khuaån, soá löôïng vi sinh vaät coù trong ñaát cuûa caùnh ñoàng töôùi phuï thuoäc vaøo thôøi tieát trong naêm, vaøo muøa ñoâng soá löôïng vi sinh vaät ít hôn so vôùi muøa heø. Nôi choïn laøm caùnh ñoàng töùôi phaûi laø khu ñaát rieâng bieät vaø ôû gaàn nhaø maùy, xí nghieäp saûn xuaát, treân caùnh ñoàng töôùi coù troàng moät soá caây coâng nghieäp thích hôïp vôùi nguoàn nöùôùc thaûi. Trong quaù trình xöû lyù, nöôùc thaûi bò phaân huyû bôûi caùc yeáu toá töï nhieân nhö heä vi sinh vaät töï nhieân, aùnh saùng maët trôøi, khoâng khí vaø caû heä thöïc vaät. Quaù trình xöû lyù ñöôïc dieãn ra nhö sau: nöôùc thaûi ñi qua lôùp ñaát loïc, trong ñoù caùc haït lô löûng vaø keo ñöôïc giöõ laïi, taïo thaønh maøng trong caùc loã xoáp cuûa ñaát. Sau ñoù caùc maøng haáp thuï caùc haït keo vaø caùc chaát tan trong nöôùc thaûi. Quaù trình xöû lyù hieáu khí ôû taàng maët, do khoâng khí xaâm nhaäp vaøo caùc loã xoáp treân beà maët, ôû ñaây seõ dieãn ra quaù trình oxy hoaù caùc chaát höõu cô, chuyeån thaønh caùc hôïp chaát voâ cô. Oxy khoù xaâm nhaäp vaøo lôùp ñaát döôùi saâu, vì vaäy söï oxy hoaù maõnh lieät nhaát dieãn ra ôû lôùp ñaát phía treân ( 0,2-0,4m), neáu khoâng ñuû oxy seõ baét ñaàu xaûy ra quaù trình yeám khí. Öu ñieåm cuûa caùch ñoàng töôùi so vôùi beå aerotan: giaûm chi phí ñaàu tö vaøo vaän haønh, khoâng thaûi nöôùc ra ngoaøi phaïm vi töôùi, ñaûm baûo ñöôïc muøa caây coâng nghieäp, phuïc hoài ñaát baïc maøu. Nhöng beân caïnh ñoù cuõng coù nhöôïc ñieåm laø caàn dieän tích vaø phaûi laø khu ñaát rieâng bieät. Quaù trình Teân chung Aùp duïng QUAÙ TRÌNH HIEÁU KHÍ Sinh tröôûng lô löûng Quaù trình buøn hoaït tính Thoâng thöôøng (doøng ñaåy) Xaùo troän hoaøn toaøn Laøm thoaùng theo baäc Oxi nguyeân chaát Laøm thoaùng keùo daøi Möông oxi hoaù oån ñònh, khöû BOD chöùa carbon Nitraùt hoaù sinh tröôûng lô löûng Hoà laøm thoaùng Khoâng khí thoâng thöôøng Oxi nguyeân chaát Nitrat hoaù Khöû BOD chöaù carbon – nitrat hoaù Quaù trình Teân chung Aùp duïng QUAÙ TRÌNH HIEÁU KHÍ Sinh tröôûng gaén keát Beå loïc sinh hoïc Thaáp taûi – nhoû gioït Cao taûi Loïc treân beà maët xuø xì (roughing filter) Ñóa tieáp xuùc sinh hoïc quay Beå phaûn öùng vôùi khoái vaät lieäu. Khöû BOD chöaù carbon – nitrat hoaù Khöû BOD chöaù carbon Khöû BOD chöaù carbon – nitrat hoaù QUAÙ TRÌNH HIEÁU KHÍ Keát hôïp quaù trình sinh tröôûng lô löûng vaø gaén keát. Quaù trình loïc sinh hoïc hoaït tính. Loïc nhoû gioït vaät lieäu raén tieáp xuùc. Quaù trình buøn hoaït tính – loïc sinh hoïc. Quaù trình loïc sinh hoïc – buøn hoat tính noái tieáp nhieàu baäc. Khöû BOD chöaù carbon – nitrat hoaù (Nguoàn Metcalf & Eddy,1991) Baûng 4.4: Quaù trình sinh hoïc hieáu khí xöû lyù nöôùc thaûi. Quaù trình Teân chung Aùp duïng QUAÙ TRÌNH TRUNG GIAN ANOXIC Sinh tröôûng lô löûng. Sinh tröôûng lô löûng khöû nitrat hoaù. Khöû nitrat hoaù. QUAÙ TRÌNH TRUNG GIAN ANOXIC Sinh tröôûng gaén keát. Maøng coá ñònh khöû nitrat hoaù Khöû nitrat hoaù. (Nguoàn Metcalf & Eddy,1991) Baûng 4.5: Quaù trình sinh hoïc trung gian xöû lyù nöôùc thaûi. Quaù trình Teân chung Aùp duïng QUAÙ TRÌNH KÎ KHÍ Sinh tröôûng lô löûng Leân men phaân huyû kyû khí. Quaù trình tieáp xuùc kî khí Lôùp buøn lô löûng kî khí höôùng leân treân (UASB). Oån ñònh, khöû BOD chöùa carbon. Oån ñònh, khöû BOD chöùa carbon Khöû BOD chöùa carbon QUAÙ TRÌNH KÎ KHÍ Sinh tröôûng gaén keát Quaù trình loïc kî khí Lôùp vaät lieäu loïc- thôøi gian keùo daøi Khöû BOD chöùa carbon. Oån ñònh chaát thaûi – khöû Nitrat hoaù. (Nguoàn Metcalf & Eddy,1991) Baûng 4.6: Quaù trình sinh hoïc kò khí xöû lyù nöôùc thaûi. Quaù trình Teân chung Aùp duïng QUAÙ TRÌNH ÔÛ HOÀ Hoà hieáu khí Hoà baäc ba (xöû lyù trieät ñeå) Hoà tuyø tieän Hoà kî khí Khöû BOD chöùa caùcbon, nitrat hoaù. Khöû nitrat hoaù, khöû photpho. Khöû BOD chöùa caùcbon. Khöû BOD chöùa carbon (oån ñònh chaát thaûi – buøn). (Nguoàn Metcalf & Eddy,1991) Baûng 4.7: Quaù trình sinh hoïc kò khí xöû lyù nöôùc thaûi. Giôùi thieäu moät soá coâng trình ñieån hình xöû lyù nöôùc thaûi Thuyû saûn Moät soá coâng trình ñaõ ñöôïc öùng duïng treân theá giôùi: Giôùi thieäu coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi cheá bieán thuyû haûi saûn ôû Thaùi Lan.Coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi taïi nhaø maùy A: A laø moät nhaø maùy cheá bieán caù hoài ôû Thaùi Lan, cho ra caùc saûn phaåm caù töôi, ñoâng laïnh töôi vaø hun khoùi. Theâm vaøo ñoù, nhaø maùy cuõng cheá bieán caù nuoâi, ñaëc bieät laø caù baûy maøu, caù hoài con. Muøa cheá bieán caù hoài keùo daøi trong 6 thaùng vaø cheá bieán caù nuoâi keùo daøi trong 6 thaùng coøn laïi cuûa naêm. Nhaø maùy hoaït ñoäng 6,5 giôø/ngaøy vaø 5 ngaøy/tuaàn. Heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi Aerotank taêng cöôøng ñöôïc moâ taû trong sô daây chuyeàn sau : Beå chöùa Nhaø maùy A Aerotank taêng cöôøng Nöôùc thaûi cheábieán Beå laéng doøng buøn ra Xöû lyù buøn Xöû lyù sinh hoïc boå sung Hình 4.1: Heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi kieåu laøm thoaùng taêng cöôøng Nöôùc thaûi phaùt sinh töø quaù trình röûa caù vaø moi ruoät cuõng nhö nöôùc röûa saøn vaø röûa baøn moå. Trong muøa cheá bieán caù hoài, löu löôïng nöôùc thaûi dao ñoäng töø 1,4 ñeán 4,5 m3/ngaøy vôùi löu löôïng nöôùc thaûi trung bình 2,6 m3/ngaøy. Trong muøa cheá bieán caù nuoâi, löu löôïng nöôùc thaûi trung bình taêng, khoaûng 13,6 m3/ngaøy. Nöôùc thaûi thoâ töø moät hoá thu ñöôïc bôm ñaåy vaøo beå laøm thoaùng ( beå aerotank taêng cöôøng. Quaù trình laøm thoaùng vôùi heä thoáng thieát bò khuaáy troän cô hoïc, laøm thoaùng beà maët, coâng suaát ñoäng cô 3.7 kW (5hp). Nöôùc thaûi töø beå laøm thoaùng (aerotank taêng cöôøng ) traøn vaøo beå laéng. Töø beå laéng, buøn laéng ñöôïc bôm hoaøn löu ñöa trôû laïi beå laøm thoaùng. Coøn nöôùc ñaàu ra thì ñöôïc xaû vaøo xöû lyù sinh hoïc boå sung, beå naøy coù vai troø nhö beå loïc taêng cöôøng… Caùc ñaëc ñieåm nöôùc thaûi Muøa cheá bieán caù hoài Muøa cheá bieán caù nuoâi Löu löôïng (m3/ngaøy) 1,4 – 4,5 7,7 – 18 Trung bình 2,6 13,6 BOD5, mg/l 690 480 COD, mg/l 2000 810 SS, mg/l 500 230 Quaù trình Aerotank taêng cöôøng. 28 ngaøy 5.5 ngaøy Thôøi gian löu nöôùc Taûi troïng theå tích 24g BOD5 /m3/d (1.5 lb BOD5) 86g BOD5/m3/d (5.4 lb BOD5) Naêng löôïng thoåi khí 1000 ft3/d 50 kW/1000 m3 cuûa dung tích boàn. 1000 ft3/d 50 kW/1000 m3 cuûa dung tích boàn Beå laéng 0.29 m3/m2/d (6 lgpd/ft2) 1.5 m3/m2/d (6 lgpd/ft2) Taûi troïng beà maët Thôøi gian löu nöô._.