Nghiên cứu mô hình SBR phục vụ tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty Lafimexco, Long An

CHÖÔNG 1 MÔÛ ÑAÀU ÑAËT VAÁN ÑEÀ Tröôùc ñaây nöôùc ta coøn ngheøo naøn vaø laïc haäu vaán ñeà moâi tröôøng khoâng ñöôïc chuù troïng ñuùng nghóa. Sau quaù trình caûi caùch ñuùng ñaén, vôùi quaù trình coâng nghieäp hoùa-hieän ñaïi hoùa ñaát nöôùc giuùp ñôøi soáng khoâng ngöøng naâng cao veà vaät chaát laãn tinh thaàn…ñoàng thôøi moâi tröôøng thay ñoåi theo chieàu höôùng xaáu ñi. Nguyeân nhaân chính xuaát phaùt töø vieäc chöa chuù troïng thích ñaùng caùc vaán ñeà moâi tröôøng trong quaù trình phaùt trieån, khoâng coù söï quaûn lí moâi tröôøng chaët cheõ… Nöôùc thaûi moái quan taâm haøng ñaàu, caùc cô sôû saûn xuaát, nhaø maùy söû duïng nguoàn nöôùc saïch ñeå saûn xuaát, sinh hoaït…ñeå roài traû laïi chính nguoàn nöôùc ñoù nhöng ñaõ thay ñoåi hoaøn toaøn veà chaát löôïng. Nöôùc naøy ñöôïc xaû trôû laïi caùc doøng soâng ñeå roài phaùt taùn oâ nhieãm leân caû moät heä thoáng soâng ngoøi. Yeâu caàu caáp thieát caùc cô sôû saûn xuaát, nhaø maùy phaûi coù traùch nhieäm vôùi nguoàn nöôùc thaûi cuûa mình, caàn thöïc hieän caùc giaûi phaùp ñeå xöû lyù phuø hôïp vôùi chuaån möïc chung ñeà ra (caùc tieâu chuaån nhaø nöôùc ban haønh, hoaëc yeâu caàu töø cô quan ñòa phöông chòu traùch nhieäm) tröôùc khi xaõ ra nguoàn tieáp nhaän. Nhaø nöôùc coù vai troø quan troïng ñeå ñaûm baûo hoï thöïc hieän, caàn ban haønh luaät ñònh phuø hôïp vaø caùc bieän phaùp cöôõng cheá baét buoäc thöïc thi cuõng nhö caùc giaûi phaùp khuyeát khích moïi ngöôøi thöïc hieän nghóa vuï cuûa mình. Xaây döïng heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi hoaøn chænh cho baát cöù cô sôû saûn xuaát hay nhaø maùy naøo ñeàu cuõng khoâng ñôn giaûn, noù ñoøi hoûi kinh phí thöïc hieän (xaây döïng, vaän haønh, söõa chöõa, baûo trì…), cuõng nhö dieän tích ñaát xaây döïng khaù lôùn. Chính ñieàu naøy laøm cho caùc chuû saûn xuaát e ngaïi vaø khoâng muoán chaáp haønh duø bieát raèng nöôùc thaûi cuûa hoï aûnh höôûng ñeán moâi tröôøng, vaø haønh ñoäng naøy vi phaïm vôùi luaät ñònh. Nhöng neáu caûi thieän heä thoáng xöû lyù sao cho kinh phí xaây döïng giaûm xuoáng (ít coâng trình, thieát bò…), chí phí vaän haønh khoâng cao (toán ít naêng löôïng, khoâng söû duïng hoùa chaát, khoâng caàn nhieàu nhaân löïc…), heä thoáng laøm vieäc oån ñònh (coâng ngheä linh ñoäng, hieäu quaû…), dieän tích ñaát khoâng chieám quaù nhieàu (giaûm coâng ngheä, keát hôïp caùc coâng trình chung moät beå), vieäc ñieàu haønh heä thoáng phaûi ñôn giaûn (cô cheá töï ñoäng)…caùc chuû saûn xuaát seõ thöïc hieän vôùi tinh thaàn vaø traùch nhieäm cao, töø ñoù giuùp uy tín doanh nghieäp cuõng taêng theo. Moät coâng ngheä ñöôïc söû duïng phoå bieán hieän nay treân theá giôùi hoäi ñuû caùc ñieàu treân chính laø beå xöû lyù sinh hoïc SBR (Sequencing Bacth Reators), tuy nhieân ôû Vieät Nam chöa coù nhieàu nghieân cöùu cuõng, öùng duïng ñuùng vôùi khaû naêng cuûa coâng ngheä naøy. Vì vaäy maø ñeà taøi “Nghieân cöùu moâ hình SBR phuïc vuï tính toaùn, thieát keá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi coâng ty LAFIMEXCO, Long An” ñöôïc choïn ñeå thöïc hieän. MUÏC TIEÂU CUÛA ÑEÀ TAØI Tìm ra bieän phaùp toái öu môùi ñeå khuyeát khích doanh nghieäp thöïc hieän traùch nhieäm, nghóa vuï moâi tröôøng cuûa mình Ñöa ra caùc phöông aùn vaø thieát keá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi phuø hôïp cho coâng ty LAFIMEXCO Ñaùnh giaù hieäu quaû xöû lyù nöôùc thaûi cheá bieán thuûy saûn cuûa coâng ngheä SBR NOÄI DUNG NGHIEÂN CÖÙU Tìm hieåu toång quan, caùc taùc ñoäng moâi tröôøng (nöôùc thaûi), cuõng nhö bieän phaùp khoáng cheá, khaéc phuïc cuûa ngaønh cheá bieán thuûy saûn ôû Vieät Nam. Tìm hieåu veà coâng ty LAFIMEXCO cuõng nhö caùc vaán ñeà moâi tröôøng lieân quan, trong ñoù chuù troïng nhaát laø vaán ñeà nöôùc thaûi. Nghieân cöùu caùc moâ hình thöïc nghieäm, coâng trình thöïc tieãn (laéng, SBR, ao sinh hoïc…) theo phöông aùn ñeà xuaát Toång hôïp döõ lieäu thöïc nghieäm tìm caùc thoâng soá thieát keá vaø ñaùnh giaù hieäu quaû xöû lyù cuûa coâng ngheä ñöa ra. Nghieân cöùu tính toaùn, thieát keá caùc coâng trình, thieát bò trong heä thoáng xöû lyù, moâ phoûng chi tieát heä thoáng. GIÔÙI HAÏN ÑEÀ TAØI Vì giôùi haïn thôøi gian, kinh phí, kieán thöùc, kinh nghieäm…neân khoâng traùnh khoûi ñieàu sai xoùt, mong nhaän ñöôïc yù kieán ñoùng goùp töø quí thaày coâ vaø caùc baïn. CHÖÔNG 2 TOÅNG QUAN LYÙ THUYEÁT CÔ SÔÛ XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI VAØ NGAØNH CHEÁ BIEÁN THUÛY SAÛN VIEÄT NAM LYÙ THUYEÁT CÔ SÔÛ XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI Moät Soá Khaùi Nieäm Cô Baûn Thaønh phaàn chaát raén Hình 1: Thaønh phaàn chaát raén trong nöôùc thaûi Thaønh phaàn COD Hình 2: Thaønh phaàn COD trong doøng thaûi (nguoàn [9]) Thaønh phaàn COD vaø phöông phaùp xaùc ñònh: Khoâng nhö BOD, coù moät phaàn COD laø khoâng phaân huyû sinh hoïc ñöôïc neân ñöôïc phaân bieät rieâng ra. Vaø möùc quan taâm tieáp theo laø daïng lô löûng hay daïng haït (goàm haït lô löûng vaø haït daïng keo) nbsCOD, khoâng phaân huyû sinh hoïc daïng hoaø tan, löôïng COD coøn laïi trong nöôùc thaûi sau khi qua xöû lyù buøn hoaït tính nbpCOD, khoâng phaân huyû sinh hoïc daïng haït, goùp phaàn laøm taêng toång löôïng buøn hình thaønh. Vì nbpCOD laø chaát höõu cô, neân goùp phaàn vaøo noàng ñoä VSS trong nöôùc thaûi vaø hoãn dòch loûng trong buøn hoaït tính neân ôû ñaây xem nhö laø chaát raén lô löûng bay hôi khoâng phaân huyû sinh hoïc-nbVSS rbCOD, löôïng COD phaân huyû sinh hoïc nhanh bôûi daïng hoaø tan, tieâu huyû nhanh bôûi sinh khoái. AÛnh höôûng tröïc tieáp ñeán quaù trình ñoäng hoïc cuûa buøn hoaït tính sbCOD, löôïng COD phaân huyû sinh hoïc chaäm bôûi daïng haït, thoâng soá voâ cuøng quan troïng trong thieát keá beå buøn hoaït tính. Muoán xaùc ñònh ñaàu tieân phaûi cho hoaø tan vôùi enzym. sCOD, löôïng COD daïng hoøa tan, ñeå xaùc ñònh ta söû duïng phöông phaùp loïc (0,45 mm). Trong ñoù sCOD bao goàm rbCOD, moät ít COD daïng keo vaø nbsCOD Tæ leä bCOD/BOD, giaù trò thöôøng lôùn hôn (1,6-1,7 nöôùc thaûi sinh hoaït) so vôùi tæ leä UBOD/BOD (1,5 nöôùc thaûi sinh hoaït) bôûi bCOD khoâng phaûi bò oxy hoaù heát maø moät phaàn ñöôïc chuyeån thaønh sinh khoái. Phöông trình caân baèng xaùc ñònh bCOD: Trong ñoù: +fd: tæ leä vuïn teá baøo, g/g +YH: heä soá saûn löôïng toång hôïp cuûa vi khuaån dò döôõng, gVSS/gCOD Quan heä COD = bCOD + nbCOD bCOD » 1,6*(BOD) nbCOD = sCODe + nbpCOD bCOD = sbCOD + rbCOD Baûng 1: Giaù trò moät soá thoâng soá trong nöôùc thaûi ñoâ thò Thoâng soá UBOD/BOD fd YH Giaù trò 1,5 0,15 g/g 0,4 g VSS/g COD Phaàn töû chöùa Nitrogen Hình 3: Thaønh phaàn Nitrogen trong doøng thaûi (nguoàn [9]) Thaønh phaàn Nitrogen vaø phöông phaùp xaùc ñònh TKN bao goàm Ammonia vaø Nitrogen höõu cô, khoaûng 60-70% TKN nöôùc thaûi ñaàu vaøo laø Ammonia Nitrogen höõu cô goàm daïng hoøa tan vaø daïng haït, moät phaàn trong moãi daïng naøy thì khoâng phaân huyû sinh hoïc. Trong ñoù daïng hoaø tan phaân huyû nhanh hôn daïng haït bôûi quaù trình thuyû phaân xaûy ra ñaàu tieân. Löôïng Nitrogen höõu cô khoâng phaân huyû xaáp xæ 6% löôïng COD cuûa VSS khoâng phaân huyû trong nöôùc thaûi ñaàu vaøo Nitrogen khoâng phaân huyû daïng haït ñöôïc giöõ laïi trong boâng buøn hoaït tính vaø ñöôïc thaûi chung vôùi buøn thaûi, vaø Nitrogen khoâng phaân huyû daïng hoaø tan laø löôïng Nitrogen coøn laïi sau xöû lyù Quan heä TKN = NH4+ + ON ON = bON + nbON nbON = nbsON + nbpON Thuaät Ngöõ Trong Xöû Lyù Sinh Hoïc Baûng 2: Lieät keâ moät soá ñònh nghóa veà caùc thuaät ngöõ söû duïng Thuaät ngöõ Ñònh nghóa Chöùc naêng trao ñoåi vaät chaát Quaù trình hieáu khí (aerobic/oxic) Quaù trình xöû lyù sinh hoïc coù oxy tham gia Quaù trình kò khí (anaerobic) Quaù trình xöû lyù sinh hoïc xaûy ra trong ñieàu kieän khoâng coù oxy Quaù trình thieáu khí (anoxic) Coøn ñöôïc goïi laø quaù trình khöû Nitrate, vôùi ñieàu kieän thieáu oxy (1mg/L) nitrate seõ ñöôïc chuyeån hoùa thaønh khí Nitrogen. Quaù trình tuøy nghi (Facultative) Quaù trình xöû lyù sinh hoïc maø sinh vaät thöïc hieän chöùc naêng duø coù hoaëc khoâng coù maët cuûa oxy Keát hôïp caùc quaù trình (Combined) Keát hôïp caùc quaù trình kò-hieáu-thieáu khí vôùi nhau trong moät ñôn vò ñeå xöû lyù moät soá nöôùc thaûi ñaëc tröng rieâng Quaù trình xöû lyù Quaù trình sinh tröôûng lô löûng (Suspended-Growth) Quaù trình chuyeån ñoåi chaát höõu cô hay caùc thaønh phaàn khaùc trong nöôùc thaûi thaønh chaát voâ cô, khí hoaëc teá baøo môùi bôûi vi sinh vaät lô löûng chung doøng chaát loûng Quaù trình sinh tröôûng dính baùm (Attached-Growth) Quaù trình chuyeån ñoåi chaát höõu cô hay caùc thaønh phaàn khaùc trong nöôùc thaûi thaønh chaát voâ cô, khí hoaëc teá baøo môùi bôûi vi sinh vaät soáng dính baùm vaøo caùc vaät lieäu (nhöïa, xöù, ñaù…) Quaù trình keát hôïp (Combine) Keát hôïp 2 quaù trình sinh tröôûng lô löûng vaø dính baùm trong quaù trình xöû lyù Beå xöû lyù (Lagoon) Thuaät ngöõ chung cho nhöõng quaù trình xöû lyù xaûy ra beân trong hoà hoaëc beå vôùi tæ leä cuûa beà maët (daøi, roäng) hay ñoä saâu khaùc nhau. Chöùc naêng xöû lyù Loaïi boû dinh döôõng (Nutrient removal) Chæ söï loaïi boû nitrogen vaø phosphorus baèng söï tích luyõ thaønh sinh khoái vaø sau ñoù taùch thaønh phaàn raén naøy Loaïi boû P Loaïi boû P baèng söï tích luyõ thaønh sinh khoái vaø sau ñoù taùch thaønh phaàn raén naøy Loaïi boû BOD carbon Chuyeån ñoåi sinh hoïc thaønh phaàn höõu cô carbon thaønh nhöõng saûn phaåm cuoái cuøng laø caùc moâ teá baøo hay caùc loaïi khí thoaùt ra. Trong quaù trình chuyeån hoaù, neáu coù maët nitrogen (caùc daïng hôïp chaát) thì seõ ñöôïc chuyeån thaønh Ammonia. Nitrate hoùa (Nitrification) Goàm 2 quaù trình sinh hoïc, ñaàu tieân ammonia chuyeån thaønh nitrite sau ñoù thaønh nitrate. Khöû nitrate (Denitrification) Quaù trình sinh hoïc söû duïng laïi nitrate taïo thaønh saûn phaåm cuoái cuøng laø khí nitrogen vaø caùc daïng khí khaùc Cô chaát (Substrate) Duøng ñeå bieåu thò chaát höõu cô hoaëc dinh döôõng ñöôïc chuyeån hoaù trong xöû lyù sinh hoïc. Laø thaønh phaàn giôùi haïn cho quaù trình xöû lyù. Caùc Phöông Phaùp Xöû Lyù Nöôùc Thaûi Chæ giôùi thieäu nhöõng coâng trình öùng duïng trong caùc phöông aùn ñöa ra Löôùi chaén raùc Doøng nöôùc thaûi coù chöùa caùc daïng caën baõ khoâng quaù lôùn vaø phöùc taïp neân choïn loaïi löôùi chaén raùc tinh. Loaïi boû caën baõ vuïn vaø vöøa nhö: nhöïa, giaáy, kim loaïi, xaùc baõ nguyeân vaät lieäu…coù hoaëc xaâm nhaäp vaøo trong doøng thaûi, laøm giaûm möùc ñoä oâ nhieãm ban ñaàu ñeå taêng hieäu quaû xöû lyù cuûa heä thoáng (thay phaàn naøo cho beå laéng sô caáp). Baûo veä caùc van, ñöôøng oáng vaø maùy bôm (traùnh tình traïng taét ngheõn) Khöû boû caùc chaát aûnh höôûng khi muoán taùi söû duïng caën laéng töø beå laéng I Giaûm laéng caën xaûy ra ôû beå ñieàu hoaø Beå ñieàu hoaø Chæ ñieàu hoaø löu löôïng Beå ñaäy kín ñeå traùnh muøi, nöôùc ñöa leân baèng bôm. Ñieàu hoøa löu löôïng doøng chaûy Ñieàu hoaø löu löôïng vaø noàng ñoä Ñieàu hoøa löu löôïng (beå chöùa ñeå taäp trung nöôùc thaûi) Caân baèng thaønh phaàn (chaát löôïng) doøng thaûi (quaù trình khuaáy troän) Cung caáp löôïng khí ban ñaàu hoã trôï cho bieän phaùp xöû lyù sinh hoïc sau ñoù Khoâng ñeå tích tuï caùc chaát raén (laéng caën) ôû ñaùy beå (nhôø quaù trình khuaáy troän) Khoâng cho vi sinh kò khí hoaït doäng (caáp khí) traùnh gaây muøi hoâi thoái cuõng nhö caùc phaûn öùng sinh – hoùa hoïc xaûy ra laøm thay ñoåi tính chaát doøng thaûi. Beå laøm thoaùng Muïc ñích Nöôùc thaûi seõ ñöôïc caáp löôïng khí nhaát ñònh Laøm thoaùng sô boä giuùp cho quaù trình laéng hieäu quaû hôn. Tham gia vaøo vieäc taùch boû löôïng daàu, môõ. Traùnh quaù trình phaân huyû (kò khí) Giaûm moät löôïng BOD Quaù trình Ñöa vaøo nöôùc thaûi moät löôïng khí trong thôøi gian nhaát ñònh, löôïng khí caáp bôûi maùy khí neùn trong khoaûng 0,003-0,0113 (m3 khoâng khí/g nöôùc) vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 20-30 phuùt hoaëc thieát bò laøm thoaùng beà maët (coù hoaëc khoâng söû duïng hoaù chaát) vôùi thôøi gian löu nöôùc laø 45 phuùt. Khi doøng nöôùc thaûi coù maët khoâng khí, caùc haït lô löûng nheï(troïng löôïng rieâng töông ñöông troïng löôïng rieâng cuûa nöôùc) coù xu höôùng keát dính laïi vôùi nhau trôû neân to vaø naëng hôn, laøm taêng nhanh quaù rtình laéng Laøm thoaùng sô boä coøn giuùp taùch loaïi daàu, môõ cuõng nhö chaát raén trong doøng thaûi vaø ñöa chuùng leân beà maët. Vôùi löôïng khí caáp giuùp traùnh ñöôïc quaù trình phaân huyû kò khí gaây muøi hoâi khoù chòu vaø laøm aûnh höôûng ñeán caùc coâng trình xöû lyù phía sau; ngöôïc laïi vôùi ñieàu kieän hieáu khí trong beå giuùp caûi thieän cho quaù trình xöû lyù keá tieáp (löôïng khí ban ñaàu) Beå laéng sô caáp Caùc daïng beå laéng: hình chöõ nhaät, troøn, vuoâng. Trong ñoù daïng hình chöõ nhaät vaø troøn thöôøng phoå duïng hôn. Hình 4: Moät soá loaïi beå laéng (laéng ngang, laéng 2 taàng, laéng li taâm) Caùc vuøng trong beå laéng: vuøng vaøo, vuøng laéng, vuøng buøn, vuøng ra Hình 5: Caùc vuøng khaùc nhau trong beå laéng Giuùp loaïi boû caùc thaønh phaàn trong nöôùc thaûi coù troïng löôïng rieâng nhoû hoaëc lôùn hôn troïng löôïng rieâng cuûa nöôùc. Beå SBR Giôùi thieäu Sequencing Batch Reactor (Loø phaûn öùng theo chuoãi) laø heä thoáng buøn hoaït tính kieåu laøm ñaày-vaø-ruùt, moät heä thoáng phaûn öùng kieåu khuaáy troän hoaøn toaøn bao goàm taát caû caùc böôùc cuûa quaù trình buøn hoaït tính xaûy ra trong moät beå ñôn nhaát, hoaït ñoäng theo chu trình moãi ngaøy. SBR khoâng caàn söû duïng beå laéng thöù caáp vaø quaù trình tuaàn hoaøn buøn, thay vaøo ñoù laø quaù trình xaõ caën trong beå. Thöôøng coù 5 pha xaûy ra trong moät chu kì hoaït ñoäng cuûa beå, bao goàm: Pha ñaày, pha phaûn öùng, pha laéng, pha ruùt, pha ñeå yeân Hình 6: Caùc pha vaø phaûn öùng trong moät chu kì cuûa beå SBR Ruùt nöôùc baèng thieát bò phao noåi hoaëc coá ñònh; thieát bò thoâng khí thöôøng söû duïng laø thieát bò phun tia hoaëc phaân taùn boït thoâ ñaët chìm döôùi ñaùy Baûng 4: Tham soá thieát keá ñaëc tröng cuûa SBR[9] Tham soá SRT (d) F/M (kg BOD/kg MLVSS*d) Taûi löôïng theå tích (kgBOD/m3*d) MLSS (mg/l) HRT (h) Giaù trò 10-30 0,04-0,1 0,1-0,3 3000-5000 15-40 Nhöõng caûi tieán haïn cheá cuûa coâng ngheä SBR Caûi tieán Quaù trình linh hoaït vaø deã vaän haønh MLSS khoâng bò thoaùt ra vì chaûy traøn nöôùc do löu löôïng khoâng ñoåi, quaù trình laéng tónh giuùp noàng ñoä TSS ôû ñaàu ra thaáp Beå ñieàu hoaø, beå laéng sô caáp, xöû lyù sinh hoïc, beå laéng thöù caáp vaø khöû dinh döôõng coù theå keát hôïp laïi thaønh moät beå duy nhaát Tieát kieäm chi phí do giaûm caùc haïn muïc coâng trình Giaûm dieän tích ñaát söû duïng Hieäu quaû cao vaø oån ñònh Haïn cheá Quaù trình thieát keá phöùc taïp, ñoøi hoûi kó thuaät cao vôùi cô cheá ñieàu khieån töï ñoäng theo thôøi gian. Vaän haønh, söõa chöõa phöùc taïp (söû duïng coâng taéc vaø valve töï ñoäng) Yeâu caâu ñieàu hoaø doøng ra tröôùc khi khöû truøng hoaëc loïc nöôùc Keát hôïp xöû lyù chaát thaûi höõu cô vaø dinh döôõng Trong coâng ngheä SBR coù theå keát hôïp quaù trình khöû boû Nitrogen theo 3 phöông phaùp: khuaáy troän khoâng caáp khí ôû pha ñaày, caáp khí giaùn ñoaïn trong pha phaûn öùng vaø ñieàu chænh noàng ñoä DO ôû möùc thaáp (ñieàu haønh) taïo ñieàu kieän cho quaù trình Nitrate hoaù-khöû Nitrate. Vôùi quaù trình suïc khí theo chu kì, laø ñieàu kieän xaûy ra quaù trình Nitrate hoaù-khöû Nitrate bôûi Nitrate giaûm ñi thoâng qua hoâ haáp noäi baøo Khöû Nitrate suoát giai ñoaïn khuaáy troän khoâng caáp khí ngoaøi yù nghóa loaïi boû Nitrate hieäu quaû noù coøn ñöa ra moät phöông thöùc löïa choïn ñeå ngöøa söï coá bung buøn do caùc vi khuaån daïng sôïi. Löôïng Nitrate sinh ra suoát quaù trình caáp khí seõ bò khöû ñi khi chuyeån sang giai ñoaïn khuaáy troän khoâng caáp khí nöõa (thieáu khí) vôùi ñieàu kieän thôøi gian vaø ñuû nguoàn Carbon Ao sinh hoïc keát hôïp nuoâi thuyû vaät nöôùc Nhöõng naêm gaàn ñaây, nhieàu nöôùc treân theá giôùi cuõng nhö trong nöôùc quan taâm nghieân cöùu vai troø cuûa caùc loaøi thöïc vaät nöôùc tham gia caùc quaù trình xöû lyù sinh hoïc nöôùc thaûi, phöông phaùp naøy coù yù nghóa thieát thöïc ñoái vôùi nöôùc coù khí haäu aám nhö nöôùc ta. Caùc loaïi thöïc vaät söû duïng phoå bieán laø: +Thöïc vaät loaïi nöôùc noåi: boä reã chìm trong nöôùc, coøn reã vaø laù vöôn leân trong khoâng khí (luïc bình – Eichhornia crassipes, rau muoáng, beøo taám – Wolfia arrhiga, beøo tai töôïng – Pistia stratiotes, rau ngoã…); chuùng phaùt trieån khoâng phuï thuoäc vaøo chieàu saâu cuûa lôùp nöôùc +Thöïc vaät nöõa chìm, nöõa noåi: Reã moïc trong lôùp buøn ôû ñaùy ao hoà, moät phaàn thaân chìm trong nöôùc, phaàn coøn laïi vaø laù vöôn leân trong khoâng khí (saäy thöôøng – Phragmites communis, lau möa heø – Scirpus Silvaticus, caùc loaïi coû laùc…), thöôøng soáng ôû vuøng nöôùc khoâng saâu (0,5-1,6 m) +Thöïc vaät nöôùc loaïi chìm: Loaïi naøy chìm trong nöôùc vaø meàm (rong ñuoâi choù – Ceratophylum, rong xöông caù – Myriophylum…), thöôøng soáng ôû nôi maø aùnh saùng maët trôøi coù theå xuyeân suoát lôùp nöôùc Hình 7: Caùc loaøi thuyû sinh vaät öùng duïng trong xöû lyù nöôùc thaûi Caùc loaøi thuyû sinh vaät naøy bình thöôøng gaây baát lôïi cho con ngöôøi do phaân boá roäng vaø phaùt trieån nhanh, tuy nhieân khaû naêng xöû lyù nöôùc thaûi cuûa chuùng ñaõ ñöôïc khaúng ñònh baèng quan saùt, nghieân cöùu vaø coâng trình thöïc nghieäm aùp duïng vaøo thöïc teá. Söï coù maët cuûa chuùng coù aûnh höôûng toát ñeán cheá ñoä oxy trong ao hoà nhôø quaù trình quang hôïp, laøm taêng quaù trình khoaùng hoaù caùc chaát höõu cô Baûng 5: Taùc ñoäng ñeán quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi do caùc boä phaän cô theå Phaàn cô theå Taùc ñoäng Reã Loïc vaø haáp thu caùc haït nhoû voâ cô, höõu cô (ñaát seùt, caùt, nhuõ töông daàu…). Taïo beà maët thích hôïp (giaù baùm) cho caùc vi sinh vaät phaùt trieån, thuùc ñaåy quaù trình oxy hoaù sinh hoaù caùc chaát baån. Thaân Haáp thu aùnh saùng laøm ngaên caûn söï phaùt trieån cuûa taûo, giaù baùm cho vi sinh vaät Laù Haáp thuï aùnh saùng, laøm giaûm aûnh höôûng do gioù treân beà maët nöôùc, giaûm söï trao ñoåi giöõa nöôùc vaø khí quyeån, chuyeån oxy töø laù xuoáng reã Nguoàn oxy hoaø tan trong hoà töø khí quyeån khueách taùn qua beà maët nöôùc, quaù trình quang hôïp (söû duïng nguoàn dinh döôõng trong nöôùc thaûi, CO2 töø quaù trình phaân huyû cuûa vi sinh vaø aùnh saùng maët trôøi) Beå Methane Trong haàu heát caùc coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi ñeàu phaùt sinh saûn phaåm phuï laø buøn caën, bao goàm: raùc nghieàn, laéng sô caáp, buøn hoaït tính dö… Beå Methane laø coâng trình xöû lyù caën hieäu quaû nhaát, thôøi gian leân men ngaén (6-20 d), theå tích ngaên buøn nhoû, saûn sinh naêng löôïng… Caën ñöôïc haâm noùng vaø xaùo troän taïo ñieàu kieän toái öu cho quaù trình leân men. Ñieàu kieän laøm vieäc pH = 7-7,5; haøm löôïng acid beùo 3-8 mg/l; ñoä kieàm 60-70 mgñ/l; Ammonia 600-800 mg/l. Cöôøng ñoä quaù trình leân men phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä, löôïng caën, xaùo troän… Saân phôi buøn Chöùc naêng chính cuûa saân phôi buøn laø giaûm theå tích vaø khoái löôïng cuûa caën ñeå söû duïng laøm phaân boùn hay deã vaän chuyeån ñi nôi khaùc. Ñoä aåm cuûa caën giaûm xuoáng laø do moät phaàn nöôùc boác hôi vaø moät phaàn ngaám xuoáng ñaát ñoái vôùi saân phôi buøn töï nhieân, hoaëc qua maùng thu ñoái vôùi saân phôi nhaân taïo Quaù Trình Laéng Baûng 6: Caùc daïng laéng cuûa caùc chaát lô löûng Daïng laéng Quaù trình ÖÙng duïng, vò trí Laéng Røieâng Bieät (Discrete - kieåu 1) Laø quaù trình laéng cuûa caùc haït rieâng bieät daïng hình caàu, ñöôïc moâ taû theo ñònh luaät Newton. Vaän toác laéng cuûa haït coù theå xaùc ñònh ñöôïc baèng coâng thöùc Loaïi caùt, soûi... trong beå laéng caùt hay beå laéng sô caáp Laéng Boâng Caën (Flocculant - Kieåu 2) Döôùi ñieàu kieän yeân laëng trong thôøi gian nhaát ñònh, caùc haït lô löõng trong nöôùc coù xu höôùng tích tuï laïi. Nhö vaäy, chaát raén lô löõng trong nöôùc nöôùc thaûi ngoaøi caùc haït rieâng bieät coøn coù loaïi raát nhoû vaø nheï, maø khi tieáp xuùc chuùng seõ tích tuï laïi vaø taêng kích thöôùc leân. Nhö vaäy neáu xaûy ra quaù trình keo tuï taïo thaønh boâng (ñoâng tuï sinh hoïc hoaëc hoaù hoïc) khoái löôïng caùc haït taêng leân, giuùp quaù trình laéng nhanh hôn. Quaù trình keát boâng khoâng theå hieän ñaày ñuû ñöôïc bôûi baát cöù phöông trình naøo, maø phaûi nhôø vaøo moâ hình thöïc nghieäm (coät laéng) Tröôùc beå laéng sô caáp coù laøm thoaùng sô boä, ñoâng tuï hoaù hoïc (beå troän, phaûn öùng), hoaëc ñoâng tuï sinh hoïc (buøn hoaït tính). Neáu sau beå laéng thöù caáp SS vaãn coøn cao. Laéng Caûn Trôû (Hidered - Kieåu 3) Quaù trình laéng cuûa caùc haït lô löûng trong hoån hôïp huyeàn phuø coù noàng ñoä cao (>1000 mg/l). Tröôøng vaän toác giöõa caùc haït gaàn nhau bò ngaên caûn laøm caùc haït coù khuynh höôùng duy trì vò trí khoâng ñoåi, gaây ra doøng chaát loûng ñi ngöôïc leân neân xaûy ra quaù trình laéng. Vaän toác laéng caûn trôû cuûa haït coù theå xaùc ñònh ñöôïc baèng coâng thöùc. Beå laéng thöù caáp Laéng Daïng Neùn (Compression - Kieåu 4) Khi noàng ñoä caùc haït ñuû lôùn, laøm caùc haït tieáp xuùc vaät lyù vôùi nhau taïo thaønh moät caáu truùc xuaát hieän quaù trình laéng neùn (do söï neùn eùp cuûa caáu truùc). Toác ñoä laéng raát nhoû, vaø giaûm theo thôøi gian (ñoä nhôùt moâi tröôøng lôùn, doøng chaát loûng ñi ngöôïc leân). Xaûy ra trong beå neùn buøn hay phaàn ñaùy ôû beå laéng thöù caáp Hình 8: Sô ñoà vuøng laéng cuûa caùc daïng laéng[11] ÖÙng Duïng Vi Sinh Vaät Trong Xöû Lyù Nöôùc Thaûi Vi khuaån ñôn baøo sinh tröôûng cho ñeán luùc naøo ñoù seõ baét ñaàu phaân chia taïo thaønh teá baøo môùi, thôøi gian ñeå gia taêng soá löôïng gaáp ñoâi ñöôïc goïi laø thôøi gian sinh saûn, moãi laàn sinh saûn toång soá teá baøo seõ taêng theo haøm muõ cuûa 2 (ví duï 20, 21, 22, 23…) maø töông öùng vôùi logarithm cô soá 2 cuûa soá ñoù (log2x). Vì vaäy, log2 cuûa soá teá baøo seõ gia taêng öùng vôùi thôøi gian vaø ñöôïc goïi laø sinh tröôûng logarithm (Pha log). Söï sinh tröôûng cuûa vi sinh bò aûnh höôûng bôûi ñieàu kieän moâi tröôøng (DO, nhieät ñoä, dinh döôõng…). Pha log thöôøng khoâng lieân tuïc trong thôøi gian daøi, maø chæ laø giai ñoaïn trong quaù trình sinh tröôûng cuûa vi khuaån caùc giai ñoaïn chính bao goàm : Pha lag, pha log, pha max (oån ñònh) vaø pha cheát. Hình 9: Sinh tröôûng vi khuaån theo thôøi gian Khi moät löôïng nhoû vi sinh ñöôïc ñöa vaøo (caáy vi sinh), chuùng caàn coù thôøi gian ñeå thích nghi vôùi ñieàu kieän moâi tröôøng (phuï thuoäc nöôùc thaûi) thöôøng ñöôïc goïi laø pha Lag, maät ñoä vi sinh ôû giai ñoaïn naøy thöôøng ít thay ñoåi. Vôùi löôïng thöùc aên (cô chaát - BOD) quaù möùc, söï gia taêng nhanh choùng veà soá löôïng cuõng nhö sinh khoái cuûa vi khuaån dieãn ra ôû giai ñoaïn tieáp theo - pha Log, suoát quaù trình naøy cô chaát bò loaïi boû nhieàu nhaát, cho ñeán khi löôïng cô chaát giaûm ñi hay coù söï tích luyõ ñoäc chaát seõ laøm maät ñoä sinh tröôûng giaûm ñi hay döøng laïi vaø soá teá baøo coøn laïi khoâng thay ñoåi nöõa (pha oån ñònh). Tröôùc ñoù, khi maät ñoä vi sinh taêng maïnh trong khi löôïng thöùc aên ngaøy caøng caïn kieät seõ xaûy ra giai ñoaïn suy giaûm (pha declining), toång khoái löôïng chaát nguyeân sinh seõ vöôït quaù khoái löôïng teá baøo vì coù caáu truùc khaùng cöï ñöôïc (noäi baøo). Trong thôøi kì phaân huyû noäi baøo, vi sinh tranh nhau löôïng thöùc aên khan hieám ñeå thöïc hieän quaù trình trao ñoåi chaát cho mình, quaù trình trao ñoåi chaát ngaøy caøng giaûm daàn vaø daãn ñeán tình traïng cheát vì ñoùi, maät ñoächeát cao hôn taùi sinh laøm cho teá baøo giaø ñi vaø cheát theo haøm muõ laøm suy giaûm löôïng vi sinh ñaùng keå. Khi vi sinh cheát ñi seõ trôû thaønh thöùc aên cho nhöõng vi sinh coøn soáng, keát quaû cuûa quaù trình suy giaûm teá baøo laøm giaûm soá löôïng vaø sinh khoái cuûa vi sinh vaät. Trong quaù trình buøn hoaït tính, söï caân baèng giöõa löôïng thöùc aên vôùi vi sinh laø raát quan troïng. Söï trao ñoåi cuûa caùc cô chaát höõu cô laøm gia taêng sinh khoái cuûa vi sinh, söï gia taêng quaù möùc caàn phaûi ñöôïc loaïi boû (xaõ caën) trong heä thoáng ñeå duy trì caân baèng thích ñaùng giöõa sinh khoái vi sinh vaø noàng ñoä cô chaát trong beå thoåi khí Lyù Thuyeát Buøn Hoaït Tính Quaù trình buøn hoaït tính Quaù trình buøn hoaït tính ñöôïc söû duïng ñaàu tieân ôû Manchester, Anh. Ñöôïc söû duïng nhieàu nhaát trong xöû lyù thöù caáp cho nöôùc thaûi, gaàn ñaây noù coøn ñöôïc öùng duïng nhö quaù trình nitrat hoaù vaø khöû nitrat khi thay ñoåi taïo ñieàu kieän kò khí hay thieáu khí ñeå loaïi boû sinh döôõng. Vi sinh trong buøn hoaït tính bao goàm daïng sôïi vaø ñôn baøo, nguoàn thöùc aên cho protozoa. Caùc loaïi vi khuaån ñieån hình laø: Pseudomonas (öùng duïng cho loaïi chaát thaûi daïng Carbohydrate vaø Hydrocarbon); Bacillus, Flavobacterium vaø Alcaligenes (tieâu huyû chaát thaûi daïng protein). Khi moät heä thoáng buøn hoaït tính môùi baét ñaàu hoaït ñoäng noù caàn cho vaøo löôïng buøn hoaït tính töø coâng trình ñaõ coù. Neáu buøn cho vaøo khoâng coù giaù trò (2 loaïi nöôùc thaûi khaùc bieät tính chaát), buøn coù theå chuaån bò baèng caùch suïc khí, ñeå laéng, tuaàn hoaøn chaát raén laéng (aerotank vaø beå laéng thöù caáp) lieân tuïc trong vaøi tuaàn (4-6 tuaàn) Kích thöôùc buøn 50-200 µm, coù theå loaïi boû (ñeå laéng) baèng troïng löïc vôùi khaû naêng laéng ôû beå laéng thöù caáp laø 99%. ÖÙng duïng vi sinh, haáp thuï chaát höõu cô (carbon) vaø nguoàn naêng löôïng cho sinh tröôûng teá baøo vaø chuyeån chuùng thaønh caùc moâ teá baøo, nöôùc, saûn phaåm oxy hoaù (chuû yeáu laø CO2). Moät soá loaïi vi sinh chuyeån ñoåi cô chaát höõu cô phöùc taïp thaønh ñôn giaûn nhö laø chaát thaûi cuûa chuùng, moät soá khaùc laïi söû duïng chaát thaûi naøy ñeå taïo thaønh hôïp chaát ñôn giaûn hôn cöù nhö vaäy cho ñeán khi thöùc aên heát ñi. Khuaáy troän nöôùc thaûi vaø buøn hoaït tính trong beå aerotank taïo thaønh hoãn dòch chaát loûng. Sinh khoái vi sinh trong hoãn dòch chaát loûng thì ñöôïc goïi laø chaát raén lô löûng hoãn dòch (MLSS) vaø chaát raén lô löûng bay hôi hoãn dòch (MLVSS). MLSS bao goàm haàu heát caùc vi sinh vaät, chaát höõu cô lô löûng khoâng phaân huyû sinh hoïc, vaø caùc chaát phaân huyû chaäm khaùc. Vi sinh trong MLSS goàm 70-90% chaát höõu cô vaø 10-30% chaát voâ cô. Caùc kieåu teá baøo vi sinh khaùc nhau, phuï thuoäc vaøo ñaëc tröng hoaù hoïc cuûa doøng thaûi vaøo vaø ñaëc tröng rieâng cuûa vi sinh trong boâng buøn. Vi khuaån phaùt trieån trong hoãn dòch chaát loûng phaûi ñöôïc giöõ oån ñònh trong pha suy giaûm hay phaân huyû noäi baøo ñeå ñaûm baûo tính laéng toát. Sau thôøi gian phaûn öùng naøo ñoù (4-8h), hoãn dòch chaát loûng chuyeån sang beå laéng thöù caáp maø taïi ñaây chaát raén lô löûng seõ ñöôïc laéng xuoáng taùch ra khoûi nöôùc thaûi ñaõ xöû lyù baèng troïng löïc. Tuy nhieân trong beå xöû lyù theo meõ SBR, xaùo troän vaø thoåi khí trong beå ñöôïc döøng laïi trong moät khoaûng thôøi gian ñeå MLSS laéng xuoáng vaø ruùt nöôùc ñaõ xöû lyù ra ngoaøi. Vì vaäy maø trong heä thoáng SBR khoâng caàn beå laéng thöù caáp, nhö vaäy haàu heát noàng ñoä vi sinh buøn laéng ôû laïi beå. Duy trì löôïng vi sinh cao ñeå xöû lyù nhanh nguoàn höõu cô trong nöôùc thaûi, theå tích cuûa buøn tuaàn hoaøn (RAS) thöôøng 20-30% löôïng nöôùc thaûi, thoâng thöôøng buøn hoaït tính ñöôïc taïo ra nhieàu hôn buøn tuaàn hoaøn. Nöôùc thaûi sau xöû lyù seõ ñöôïc khöû truøng baèng Chlor vaø khöû Chlor khi xaõ ra nguoàn nhaän hoaëc ñöa vaøo xöû lyù caáp 3 (Tertiary Treatment System) ÖÙng duïng xöû lyù nöôùc thaûi Xöû lyù chaát höõu cô (BOD) Giôùi thieäu Cô cheá loaïi boû chaát höõu cô phaân huyû sinh hoïc trong heä thoáng sinh tröôûng lô löûng coù theå ñöôïc bieåu thò bôûi quaù trình caân baèng taïo naêng löôïng hoaëc hoâ haáp CHONS + Vi sinh + O2 Þ CO2 + H2O + NH4+ + Teá baøo môùi (Chaát höõu cô) (Dò döôõng) (Naêng löôïng) Hoaëc coù theå phaân chia roõ hôn theo 3 pha: Oxy hoaù, toång hôïp, hoâ haáp noäi baøo Oxy hoaù chaát höõu cô (Hoâ haáp) CxHyOz + O2 Þ CO2 + H2O + Naêng löôïng Toång hôïp teá baøo: C6H6O3 + NH3 + O2 Þ C5H7NO2 + CO2 +H2O Hoâ haáp noäi baøo (oxy hoaù teá baøo): C5H7NO2 Þ NH3 + 5CO2 + 2H2O + Naêng löôïng Ñoäng hoïc quaù trình trao ñoåi Trong caû 2 heä thoáng trao ñoåi tónh (batch) vaø ñoäng (continuous) maät ñoäsinh tröôûng cuûa teá baøo vi khuaån coù theå bieåu dieãn bôûi: Trong ñoù rg: maät ñoäsinh tröôûng cuûa vi khuaån (mg/L*d) µ: maät ñoäsinh tröôûng rieâng, (d-1, moãi ngaøy) X: sinh khoái vi sinh vaät (mg/L) Trong quaù trình trao ñoåi lieân tuïc (sinh tröôûng bò giôùi haïn), vaø vôùi aûnh höôûng cuûa söï giôùi haïn - cô chaát, dinh döôõng coù theå ñöôïc moâ taû bôûi bieåu thöùc cuûa Monod: Trong ñoù S: Noàng ñoä cô chaát hoaø tan, mg/L Ks: Haèng soá baùn vaän toác, noàng ñoä cô chaát ôû ½ cuûa µm, mg/L µm: maät ñoäsinh tröôûng rieâng lôùn nhaát , k-1 Vôùi trao ñoåi tónh, löôïng cô chaát cho quaù trình sinh tröôûng chæ giôùi haïn moät löôïng naøo ñoù, ñaàu tieân seõ söû duïng heát cô chaát naøy sau ñoù quaù trình sinh tröôûng döøng laïi (khaùc vôùi trao ñoåi ñoäng, quaù trình sinh tröôûng bò giôùi haïn vôùi cô chaát caáp lieân tuïc). Cô chaát moät phaàn ñöôïc chuyeån hoaù thaønh teá baøo môùi vaø moät phaàn oxy hoaù thaønh chaát voâ cô hoaëc höõu cô. Vì soá löôïng teá baøo môùi sinh ra laïi söû duïng cô chaát ñeå taïo teá baøo môùi, vì vaäy moái quan heä giöõa maät ñoäsinh tröôûng vôùi maät ñoäsöû duïng cô chaát ñöôïc bieåu dieãn nhö sau: Trong ñoù: +Y: heä soá saûn löôïng toái ña, mg VSS/mg BOD +rsu: Maät ñoä söû duïng cô chaát, mg/L*d Nhö vaäy: Hay () AÛnh höôûng cuûa hoâ haáp noäi baøo: trong heä thoáng vi sinh söû duïng xöû lyù nöôùc thaûi, khoâng phaûi taát caû teá baøo ñeàu ôû giai ñoaïn sinh tröôûng Log. Vì vaäy, caàn xaùc ñònh toác ñoä sinh tröôûng chính xaùc ñeå tính toaùn naêng löôïng caàn thieát ñaûm baûo cho teá baøo. Moät soá taùc nhaân khaùc do cheát hay sinh tröôûng chaäm cuõng phaûi ñöôïc xem xeùt. Thöôøng caùc taùc nhaân naøy (laøm caân baèng noàng ñoä sinh vaät coù maët) laøm giaûm sinh khoái teá baøo hay coøn goïi laø maät ñoä phaân huyû noäi baøo. Ñöôïc xaùc ñònh bôûi: Vôùi Kd laø heä soá phaân huyû noäi baøo, d-1 Nhö vaäy maät ñoä sinh tröôûng phaûi caân baèng vôùi löôïng maát ñi, neân toác ñoä sinh tröôûng thöïc ñöôïc vieát laïi nhö sau: Vaäy maät ñoäsinh tröôûng rieâng thöïc seõ laø: Maät ñoä taêng tröôûng sinh khoái ño bôûi soá saûn löôïng quan saùt nhö sau: Hay: Ta thaáy Yobs nhoû hôn Y vì aûnh höôûng cuûa Kd. Loaïi boû Nitrogen Nitrogen trong nöôùc thaûi thöôøng toàn taïi ôû daïng höõu cô, ammonia, nitrite, nitrate vaø caùc loaïi khí Nitrogen. Nitrogen höõu cô baøo goàm daïng haøo tan vaø haït rieâng, daïng hoaø tan thì nitrogen phaàn lôùn laø urea vaø ._.amino acid. Nguoàn chuû yeáu laø töø baøi tieát cuûa con ngöôøi, raùc sinh hoaït, vaø chaát thaûi coâng nghieäp (saûn xuaát thöïc phaåm). Nöôùc thaûi sinh hoaït thöôøng chöùa 20 mg/L nitrogen höõu cô vaø 15 mg/L nitrogen voâ cô. AÛnh höôûng moâi tröôøng soáng: Trong quaù trình nitrate hoaù sinh hoïc, hôïp chaát nitrogen vaø ammonia cuøng vôùi vieäc söû duïng löôïng lôùn oxy trong nöôùc gaây ra quaù trình phuù döôõng hoaù nguoàn nöôùc nhaän. Ammonia coù theå gaây ñoäc cho sinh vaät thuyû quyeån vaø phaûn öùng nhanh vôùi chlorine (aûnh höôûng ñeán khöû truøng nöôùc thaûi). Löôïng nitrate (NO3-N) cao trong nöôùc ñöôïc xem laø nguyeân nhaân beänh thieáu maùu methemogloninemia cho treû em (treû xanh xao), vì vaäy vieäc kieåm soaùt nitrogen trong nguoàn thaûi ra caàn phaûi ñöôïc quan taâm nhieàu. Ñeå xöû lyù nitrogen thöôøng caàn moät heä thoáng xöû lyù tieân tieán (loaïi boû dinh döôõng), hay xöû lyù caáp 3 (quaù trình loïc) sau xöû lyù thöù caáp, trong ñoù xöû lyù tieân tieán hieäu quaû khoâng cao vôùi nitrogen daïng haït rieâng maø chæ cho moät soá hôïp chaát nitrogen, coøn xöû lyù caáp 3 vôùi phöông phaùp loïc thì hieäu quaû cao trong loaïi boû nitrogen lô löûng tuy nhieân chuû yeáu laø nitrogen voâ cô, khi duøng phöông phaùp thaåm thaáu hay thaåm taùch coù theå loaïi boû toát ammonium vôùi hieäu quaû khoaûng 40-80% tuyø vaøo töøng loaïi, nhöng thöïc teá khoâng duøng phöông phaùp naøy ñeå xöû lyù nöôùc thaûi. Ñoâng tuï hoaù hoïc cuõng coù theå xöù lyù moät phaàn nitrogen beân caïnh Phosphorus. Moät soá phöông phaùp kieåm soaùt nitrogen: quaù trình sinh hoïc nitrate hoaù-khöû nitrate, khöû truøng baèng chlorine, trao ñoåi ion, tuyeån noåi khí (NH3)…Ñaàu ra ôû beå laéng thöù caáp coù Ammonia cao vaø BOD thaáp taïo neân ñieàu kieän thuaän lôïi lôùn cho caùc loaïi vi sinh dò döôõng thöïc hieän nitrate hoaù. Quaù trình naøy ñoøi hoûi tuoåi buøn cao vôùi nhieät ñoä thaáp. Sau khi oxy hoaù amonia thaønh nitrate trong beå aerotank, buøn hoaït tính chöùa löôïng lôùn nitrate laéng ôû beå laéng thöù caáp ñöôïc thaûi ra ngoaøi hoaëc tuaàn hoaøn laïi beå aerotank. Quaù trình kieåm soaùt nitrogen coù theå chia laøm 2 daïng: nitrate hoaù vaø nitrate hoaù-khöû nitrate, phuï thuoäc vaøo yeâu caàu chaát löôïng nöôùc thaûi ra. Hình 10: Caùc quaù trình söû duïng ñeå loaïi boû Nitrogen (nguoàn [8]) Hình 11: Keát hôïp trong heä thoáng khöû Nitrate (Nguoàn [16]) Nitrate hoaù vaø quaù trình ñoäng hoïc Nitrate hoaù Quaù trình nitrate hoaù laø söï oxy hoaù chaát höõu cô vaø ammonia thaønh nitrate, deã chòu hôn, nhö vaäy chæ ñôn thuaàn laø chuyeån nitrogen töø daïng naøy sang daïng khaùc trong nöôùc thaûi. Quaù trình naøy chæ kieåm soaùt noàng ñoä NH3 Phaûn öùng Nitrate hoaù Ñaây laø quaù trình töï döôõng hieáu khí vaø caàn naêng löôïng cho quaù trình sinh tröôûng vi khuaån maø nhaän töø quaù trình oxy hoaù hôïp chaát voâ cô (ammonia ban ñaàu), söû duïng carbon voâ cô thay cho carbon höõu cô ñeå toång hôïp teá baøo. Coù nhieàu loaïi vi khuaån nitrate hoùa khaùc nhau trong töï nhieân, trong ñoù 2 loaïi phoå bieán laø nitrosomonas vaø nitrobacter. Oxy hoùa ammonia thaønh nitrate goàm 2 böôùc vaø caû 2 loaïi vi khuaån chuyeån hoùa, trong ñoù nitrosomonas chuyeån hoùa ammonia thaønh nitrite coøn nitrobacter chuyeån nitrite thaønh nitrate. Phöông trình: Oxy hoùa Ammonia: Oxy hoùa Nitrite: Toång hôïp: +Döïa vaøo phöông trình treân, löôïng Oxygen yeâu caàu ñeå Oxy hoùa hoaøn toaøn Ammonia laø 4,57 g Oxygen/ g Nitrogen bò oxy hoùa. Trong ñoù 3,43 g Oxygen cho oxy hoùa Nitrate vaø 1,14 g Oxygen cho oxy hoùa Ammonia. -Löôïng kieàm yeâu caàu trong phaûn öùng treân ñöôïc öôùc löôïng baèng: -Trong phöông trình treân thì moãi g N-daïng Ammonia chuyeån ñoåi caàn 2*(50 g CaCO3 )/14 = 7,14 g CaCO3 (tính kieàm). Cuøng vôùi vieäc thu naêng löôïng thì moät phaàn ion Ammonia duøng hình thaønh moâ teá baøo. Phaûn öùng: -Phaûn öùng caân baèng cho quaù trình Nitrate hoùa goàm caùc quaù trình toång hôïp teá baøo, oxy hoùa Ammonia thaønh Nitrate vaø suy giaûm löôïng Oxygen sang nöôùc, vôùi giaû thuyeát fs = 0,05 ñöôïc bieåu thò bôûi: -Moãi g Ammonia chuyeån hoùa söû duïng 4,25 g Oxygen; 1,6 g teá baøo môùi hình thaønh; 7,07 g CaCO3 bò loaïi boû vaø 0,08 g Carbon voâ cô söû duïng ñeå hình thaønh teá baøo. Löôïng Oxygen caàn ñeå oxy hoùa 1 g Ammonia nhoû hôn so vôùi lyù thuyeát bôûi moät löôïng Ammonia duøng ñeå toång hôïp teá baøo, töông töï löôïng kieàm cuõng nhoû hôn. -Trong phaûn öùng treân keát quaû caùc heä soá coøn phuï thuoäc vaøo giaù trò cuûa fs, Werzernak vaø Gannon (1967) ñaõ tìm ra löôïng oxy tieâu thuï thöïc teá laø 4,33 g Oxygen/ g Nitrogen; trong ñoù 3,22 g cho quaù trình oxy hoùa Ammonia vaø 1,11 g cho quaù trình oxy hoùa Nitrite Quaù trình ñoäng hoïc Nhieät ñoä phaûi thaáp hôn 28oC, ñoäng hoïc quaù trình oxy hoùa Ammonia aûnh höôûng (giôùi haïn) ñeán quaù trình oxy hoùa Nitrite, vì vaäy khi thieát keá chuû yeáu baõo hoøa ñöôïc ñoäng hoïc quaù trình oxy hoùa Ammonia bieåu thò bôûi (giaû ñònh DO ñuû thöøa): Trong ñoù: +mn: maät ñoä sinh tröôûng rieâng cuûa vi khuaån, g teá baøo môùi/g teá baøo*d +mnm: maät ñoä sinh tröôûng rieâng cöïc ñaïi, g teá baøo môùi/g teá baøo*d +N: Noàng ñoä N, mg/L +Kn: Haèng soá baén vaän toác, mg/L +kdx: Heä soá phaân huûy noäi baøo, g VSS/g VSS*d ÔÛ 20oC, mnm khoaûng 0,25-0,77 g VSS/g VSS*d; mn coù theå ñöôïc xaùc ñònh bôûi thöïc nghieäm vaø phöông phaùp phaân tích. Yeâu caàu SRT trong heä thoáng buøn hoaït tính Nitrate hoùa thöôøng daøi hôn, giaù trò 10-20 ngaøy ôû 10oC vaø theâm 4-7 ngaøy ôû 20oC, Nitrite seõ tích luyõ laïi neáu SRT ngaén. Khi nhieät ñoä quaù 28oC phaûi xeùt ñeán caû ñoäng hoïc cuûa quaù trình oxy hoaù Nitrite, vì ôû nhieät ñoä cao quan heä ñoäng hoïc cuûa 2 quaù trình naøy thay ñoåi. Maät ñoä Nitrate hoaù aûnh höôûng bôûi löôïng DO, giaù trò taêng leân khi noàng ñoä DO 3-4 mg/L. Tính ñeán möùc aûnh höôûng cuûa DO, maät ñoä ñoä sinh tröôûng seõ ñöôïc vieát laïi theo phöông trình sau: Coù theå döï ñoaùn ñöôïc maät ñoä sinh tröôûng döïa vaøo moâ hình thöïc nghieäm (taûi troïng thaáp) tìm ra caùc heä soá. Stenstrom vaø Song (1991) töø thöïc nghieäm chæ ra ñöôïc söï aûnh höôûng cuûa DO trong quaù trình Nitrate hoaù döïa vaøo kích thöôùc, maät ñoä boâng buøn hoaït tính vaø toång nhu caàu Oxygen trong hoãn dòch loûng, vi sinh phaân boá trong boâng buøn (chöùa vi sinh dò döôõng vaø chaát raén khaùc) ñöôøng kính 100-400 mm, oxy trong chaát loûng seõ ñi vaøo caùc boâng buøn naøy vaø ñöôïc tieâu thuï bôûi caùc vi khuaån beân trong. Trong doøng thaûi vôùi taûi löôïng cao, chöùa nhieàu cô chaát daãn ñeán nhu caàu tieâu thuï oxy cao hôn, vì vaäy caàn phaûi baûo ñaûm löôïng oxy. ÔÛ noàng ñoä DO thaáp (< 0,5 mg/L) quaù trình Nitrate hoaù bò caûn trôû, aûnh höôûng lôùn ñeán vi khuaån Nitrobacter (heát Oxygen) hôn Nitrosomonas. Vaø quaù trình Nitrate hoaù khoâng hoaøn thaønh naøy laøm cho noàng ñoä doøng thaûi ra chöùa löôïng lôùn Nitrite. Gaây raéc roái cho heä thoáng xöû lyù, ñaëc bieät quaù trình khöû truøng baèng Chlorine (oxy hoaù nhanh vôi Chlorine, 4g Chlorine/g Nitrite) Khöû Nitrate vaø quaù trình ñoäng hoïc Nitrate hoaù - khöû Nitrate Khöû nitrate laø quaù trình giaûm nitrate vaø chuyeån thaønh khí nitrogen, loaïi boû ñi nitrogen trong nöôùc thaûi. Nitrate hoaù-khöû nitrate ñöôïc söû duïng ñeå loaïi boû toång möùc nitrogen ôû ñaàu ra, vi khuaån tham gia: Bacillus denitrificans, Micrococcus denitrificans, Pseudomonas stutzeri, Achromobacter…vôùi söï vaéng maët cuûa Oxygen, vi sinh söû duïng Nitrate vaø Nitrite nhö chaát nhaän ñieän töû, trong khi oxy hoùa chaát höõu cô taïo naêng löôïng, ñieàu kieän phaûn öùng laø DO < 0,5 mg/L (neáu khoâng Oxygen ñoùng vai troø laø chaát nhaän ñieän töû, quaù trình khöû Nitrate khoâng hieäu quaû) Ña soá vi khuaån khöû Nitrate thuoäc loaïi tuøy nghi, söû duïng Oxygen (hieáu khí) hoaëc Nitrate (thieáu khí) laøm chaát nhaän ñieän töû (khaùc bieät giöõa 2 quaù trình hoâ haáp thieáu vaø hieáu khí laø enzym xuùc taùc trao ñoåi ñieän töû cuoái cuøng xaûy ra trong quaù trình vaän chuyeån ñieän töû), caàn loaïi boû Oxygen ñi vì noù ñöôïc vi sinh öu duïng hôn so vôùi Nitrate. Vi sinh caàn Nitrogen ñeå toång hôïp protein vaø öu duïng laø Ammonia (söû duïng tröïc tieáp). Khi Ammonia khoâng toàn taïi thì moät vaøi vi khuaån seõ chuyeån hoaù Nitrate thaønh Ammonia. Caû hôïp chaát thaûi voâ cô (H, S…) vaø höõu cô ñeàu coù theå laøm cô chaát cho quaù trình khöû Nitrate. Keát quaû cuûa quaù trình laø chaát cho ñieän töû bò oxy hoaù vaø Nitrate thì giaûm ñi. Söï keát hôïp Nitrate hoaù vôùi khöû Nitrate coù theå giaûi thích bôûi 2 quaù trình trao ñoåi coù theå ñieãn ra: Vuøng coù DO thaáp hoaëc baèng 0 coù maët trong beå nhôø quaù trình khuaáy troän Boâng buøn hoaït tính coù theå chöùa caû 2 vuøng thieáu vaø hieáu khí, DO vaø cô chaát hoaù tan beân ngoaøi boâng buøn phaân taùn vaøo vuøng hieáu khí, phuï thuoäc vaøo DO, noàng ñoä Ammonia vaø dCOD. Oxy coù theå bò ruùt heát neân DO khoâng theå xaâm nhaäp vaøo saâu beân trong haït buøn, ôû vuøng hieáu khí xaûy ra quaù trình Nitrate hoaù vaø Nitrate hình thaønh coù theå xaâm nhaäp vaøo saâu beân trong vuøng thieáu khí cuøng vôùi cô chaát neân xaûy ra quaù trình khöû Nitrate. Ta thaáy ngoaøi yeáu toá DO, noàng ñoä BOD coù maët aûnh höôûng raát nhieàu ñeán quaù trình. Hình 12: Caáu truùc moät haït buøn hoaït tính chöùa vuøng thieáu vaø hieáu khí (nguoàn [9]) Phaûn öùng khöû Nitrate Söï suy giaûm Nitrate bao goàm caùc böôùc sau: Chaát cho ñieän töû bao goàm 3 nguoàn: bsCOD doøng thaûi vaøo, bsCOD saûn sinh töø phaân huyû noäi baøo, boå sung töø beân ngoaøi (methanol, acetate…). Caùc phöông trình bieåu thò (trong ñoù chaát höõu cô coù theå phaân huyû sinh hoïc ñöôïc ñaët bôûi C10H19O3N): Nguoàn thaûi Methanol Acetate Methane Trong taát caû phaûn öùng khöû dò döôõng treân, löôïng Nitrate khöû ñöôïc laïi sinh ra moät löôïng kieàm töông ñöông vaø baèng 3,57 g CaCO3/g Nitrate giaûm ñi. Trôû laïi quaù trình Nitrate hoaù ta thaáy cöù 7,14 g CaCO3 duøng oxy hoaù 1 g Ammonia, vì vaäy khoaûng 1 nöõa löôïng Nitrate bò phaân huyû coù theå ñöôïc hoài phuïc laïi Löôïng Oxygen söû duïng Nitrate hay Nitrite nhö chaát nhaän ñieän coù theå xaùc ñònh. Caùc phaûn öùng trao ñoåi moãi mole e- ñöôïc xaùc ñònh bôûi: Oxygen Nitrate Nitrite Ta thaáy 0,25 mole oxy thì töông öùng vôùi 0,2 mole Nitrate ñeå trao ñoåi ñieän töû. Vì vaäy oxy töông ñöông cho Nitrate (0,25*32 g Oxygen/mole) chia vôùi löôïng Nitrate töông ñöông (0,2*14 g Nitrogen/mole) baèng 2,86 g Oxygen/ g Nitrogen (daïng Nitrate). Löôïng Oxygen töông ñöông naøy duøng ñeå tính löôïng Oxygen cung caáp cho heä thoáng xöû lyù sinh hoïc Nitrate-khöû Nitrate. Töông töï, löôïng Oxygen töông ñöông cho Nitrite laø 1,71 g Oxygen/g Nitrogen (daïng Nitrite) Tham soá thieát keá quan troïng cho quaù trình khöû Nitrate laø löôïng bsCOD (BOD) thích hôïp laøm chaát cho ñieän töû. Barth (1968) öôùc tính cöù 4 g BOD caàn coù ñeå giaûm 1 g Nitrate, tuy nhieân coøn phuø thuoäc vaøo ñieàu kieän vaø loaïi chaát cho ñieän töû Quaù trình ñoäng hoïc Maät ñoä cuûa quaù trình khöû Nitrate khaùc nhau phuï thuoäc vaøo kieåu vaøo noàng ñoä cuûa hôïp chaát ñoùng vai troø laø cô chaát. Caùc cô chaát hoaø tan phaân huyû sinh hoïc nhanh thì maät ñoä caøng cao, ngoaøi ra noù coøn chòu aûnh höôûng lôùn bôûi: noàng ñoä DO, pH, nhieät ñoä… Trong khöû Nitrate sinh hoïc, phöông trình moâ taû sinh tröôûng vi sinh vaø söû duïng cô chaát thì gioáng nhau. Maät ñoä söû duïng cô chaát hoaø taøn coøn chòu aûnh höôûng bôûi noàng ñoä cô chaát hoaø tan vôùi noàng ñoä Nitrate. Coù 2 phöông phaùp thöôøng söû duïng cho söï kieåm soaùt maät ñoä khöû Nitrate bôûi maät ñoä söû duïng cô chaát: Quaù trình thieáu khí-hieáu khí (cô chaát höõu cô ñoùng vai troø laø chaát cho ñieän töû töø doøng thaûi vaøo phaûn öùng thieáu khí) vaø quaù trình thieáu khí phía sau (khöû Nitrate thöïc hieän sau beå laéng thöù caáp, nguoàn Carbon cung caáp theâm) Veà cô baûn, doøng thaûi ñoùng vai troø laø chaát cho ñieän töû, sinh tröôûng vi sinh dò döôõng xaûy ra trong caû 2 vuøng hieáu khí vaø kò khí cuøng vôùi söï tieâu huyû, hoâ haáp Nitrate vaø Oxygen. Noàng ñoä sinh khoái hoãn dòch chaát loûng coù theå tính döïa vaøo löôïng BOD loaïi boû, nhöng chæ coù moät phaàn sinh khoái söû duïng caû Oxygen vaø Nitrogen laøm chaát nhaän ñieän töû, phaàn coøn laïi chæ söû duïng Oxygen. ÖÙng duïng ñeå moâ taû ñoäng hoïc cho quaù trình khöû Nitrate, maät ñoä söû duïng cô chaát ñöôïc moâ taû bôûi: Vôùi h laø heä soá cuûa vi khuaån khöû Nitrate trong sinh khoái, g VSS/g VSS Maät ñoä söû duïng cô chaát rieâng toái ña (k) khi söû duïng Nitrate laøm chaát nhaän ñieän töû thöôøng nhoû hôn so vôùi söû duïng Oxygen. Giaù trò h thöôøng trong khoaûng 0,2-0,8 ñoái vôùi quaù trình thieáu khí-hieáu khí. Trong quaù trình thieáu khí phía sau thì h coù theå xem nhö baèng 1 (khoâng xeùt ñeán) Phöông Phaùp Vaø Duïng Cuï Phaân Tích Caùc Chæ Tieâu Baûng 7: Phöông phaùp, duïng cuï, thieát bò phaân tích caùc chæ tieâu Chæ tieâu Thieát bò Phöông phaùp Hình aûnh pH Maùy ño pH keá, so maøu (giaáy quì) SS, Ñoä maøu, Ñoä ñuïc, PO3- Maùy quang phoå, bình nöôùc caát, cuvet, bình ñònh möùc 100ml. Rieâng chæ tieâu phosphate caàn theâm hoaù chaát ñeå döïng ñöôøng chuaån so maøu. Quang phoå haáp phu (Spectrophotometer) COD OÁng COD, pipet 5ml, maùy ñun (150oC), bình ñònh möùc 100ml,buret 10ml, hoùa chaát (FAS, bicromat, acid reagent, chæ thò ferroin), boùp cao su, nöôùc caát. Ñun kín vôùi Bicromat TKN Thieát bò chöng caát Kjeldahl, noài ñun 100oC (phaù maãu), bình chöùa maãu 500ml vaø 250ml, oáng ñong 250ml, hoùa chaát (acid sulfuric, xuùc taùc ,acid boric 4%, chæ thò Tashiro, NaOH40%, HCl 0,1N),pipet 25ml, buret 10ml, boùp cao su, bình nöôùc caát. Voâ cô hoùa maãu, chöng caát Kjeldahl MLSS Giaáy loïc, ñóa petri, tuû saáy (105oC), pipet 10ml, caân phaân tích, bình huùt aåm, keïp, bao tay, boùp cao su. Loïc, saáy SV30 OÁng hình noùn Imhoff 1000ml OÁng hình noùn DO & BOD Diazo, hoà tinh boät, 2 bình BOD 300ml, H2SO4ññ, 2 bình ñònh möùc, KI Winkler NGAØNH CHEÁ BIEÁN THUÛY SAÛN VAØ CAÙC VAÁN ÑEÀ MOÂI TRÖÔØNG Hieän Traïng Ngaønh Cheá Bieán Thuûy Saûn Trong nhöõng naêm gaàn ñaây ngheà cheá bieán thuûy saûn ñaõ ñaåy maïnh haøng hoùa xuaát khaåu sang caùc nöôùc trong khu vöïc vaø moät soá nöôùc ôû Chaâu AÂu, Chaâu Myõ. Ngheà CBTS cuõng ñang chuyeån daàn töø vieäc xuaát khaåu baùn nguyeân lieäu sang vieäc xuaát khaåu caùc saûn phaåm cheá bieán töôi soáng, saûn phaåm aên lieàn, saûn phaåm baùn leû ôû caùc sieâu thò coù giaù trò cao. Naêm 2001 ñaõ coù 61 doanh nghieäp CBTS loït vaøo danh saùch nhoùm I ñöôïc pheùp xuaát khaåu vaøo thò tröôøng EU, 100 doanh nghieäp ñöôïc Myõ chaáp thuaän cho nhaäp khaåu do aùp duïng tieâu chuaån HACCP. Trong naêm 2002 maëc duø coù nhieàu bieán ñoäng baát lôïi nhö söï kieän 11/9, haøng raøo phi thueá quan tranh chaáp thöông maïi caù Ba sa, caù Tra vaøo thò tröôøng Myõ, Chloramphenicol Nitrofurans trong saûn phaåm thuyû saûn vaøo thò tröôøng EU, Canada… nhöng trò giaù kim ngaïch xuaát khaåu thuûy saûn vaãn taêng 13,31%. Ñaõ coù 68 doanh nghieäp thuûy saûn ñöôïc vaøo danh saùch nhoùm I, 128 doanh nghieäp ñöôïc Myõ chaáp thuaän cho nhaäp khaåu. Thaéng lôïi thu ñöôïc cuûa ngaønh Thuyû saûn Vieät nam naêm 2003- naêm khoù khaên nhaát coù phaàn goùp söùc voâ cuøng to lôùn cuûa ngheà CBTS. Naêm 2003 ñaõ coù 100 doanh nghieäp CBTS ñöôïc vaøo danh saùch nhoùm I, 152/ 332 cô sôû CBTS (ñaït 45,8%) ñöôïc coâng nhaän ñaït tieâu chuaån veä sinh an toaøn thöïc phaåm cuûa ngaønh. Veà giaù trò kim ngaïch xuaát khaåu thuyû saûn toâm ñoâng laïnh (chieám 47,28%), caù ñoâng laïnh- chuû yeáu caù Basa, caù Tra (chieám 19,7%) vaãn laø caùc maët haøng chính xuaát khaåu cuûa ngaønh thuyû saûn Vieät nam. Trong naêm 2004 caû nöôùc coù 405 doanh nghieäp CBTS thì 239 doanh nghieäp ñaït tieâu chuaån ngaønh veà veä sinh an toaøn thöïc phaåm, 153 doanh nghieäp loït vaøo danh saùch nhoùm I, 237 doanh nghieäp ñuû tieâu chuaån xuaát khaåu vaøo Haøn quoác vaø 295 doanh nghieäp ñuû ñieàu kieän xuaát khaåu vaøo thò tröôøng Trung quoác. Cuøng vôùi söï phaùt trieån vöôït böïc cuûa ngaønh du lòch, söï gia taêng cuûa caùc khu coâng nghieäp, khu cheá xuaát vaø khu ñoâ thò môùi… ngheà CBTS ñaõ ñaùp öùng nhu caàu noäi ñòa veà caùc saûn phaåm thuyû saûn, phong phuù veà chuûng loaïi ña daïng veà maãu maõ, tieän duïng vaø baûo ñaûm veä sinh an toaøn thöïc phaåm nhö ñoà hoäp, nöôùc maém, caù khoâ, saûn phaåm thuyû saûn töôi soáng, öôùp ñaù hoaëc ñoâng laïnh, caùc saûn phaåm cheá bieán coù giaù trò gia taêng, saûn phaåm cheá bieán caù da trôn… ñöôïc tieâu thuï roäng raõi trong nöôùc. Trong naêm 2005- 2006 ngheà CBTS ñaõ ñaåy maïnh caùc hoaït ñoäng nhö xuùc tieán thöông maïi, xaây döïng chieán löôïc thò tröôøng, xaùc ñònh cô caáu thò tröôøng, xaây döïng heä thoáng thoâng tin thò tröôøng, ñaàu tö ñoåi môùi trang thieát bò, xaây döïng caùc bieän phaùp quaûn lyù chaát löôïng an toaøn veä sinh thöïc phaåm theo tieâu chuaån HACCP vaø töøng böôùc öùng duïng coâng ngheä “saûn xuaát saïch hôn”. Ngheà CBTS tieán haønh lieân keát saûn xuaát vaø xuaát khaåu giöõa caùc doanh nghieäp cuûa 3 mieàn, taäp trung xaây döïng thöông hieäu moät soá saûn phaåm thuyû saûn chaát löôïng cao nhö Toâm sinh thaùi, caù Ba sa, caù Tra vaø caù Ngöø ñaïi döông… ñaõ ñoùng goùp 80% veà giaù trò kim ngaïch xuaát khaåu 2,6 tyû USD cuûa ngaønh thuûy saûn Vieät nam. Vaán Ñeà Moâi Tröôøng Trong Ngaønh Cheá Bieán Thuûy Saûn Khí thaûi 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, heä thoáng laøm laïnh vaø töø quaù trình phaân huyû caùc protein trong pheá phaåm thuyû haûi saûn. 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 Raùc thaûi 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 8: Löôïng chaát thaûi raén trong quaù trình cheá bieán thuûy saûn Nöôùc thaûi Vaán ñeà moâi tröôøng chuû yeáu ngaønh cheá bieán thuûy saûn chính laø nöôùc thaûi, 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... Thaønh phaàn chuû yeáu trong nöôùc thaûi: Thöôøng coù muøi hoâi do coù söï phaân huyû caùc protein, lipid, axit amin… 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 Xöû Lyù Nöôùc Thaûi Ngaønh Cheá Bieán Thuyû Saûn Ñaëc tröng nöôùc thaûi ngaønh cheá bieán thuûy saûn Baûng 9: Noàng ñoä nöôùc thaûi cheá bieán thuûy saûn Nöôùc thaûi BOD5 COD Daàu/môõ TS SS Nguoàn Cheá bieán caù (thuû coâng) 3,32 kg/taán - 0,348 kg/taán - 1,42 kg/taán Middleebrooks, 1979 Cheá bieán caù (baèng maùy) 11,9 kg/taán - 2,48 kg/taán - 8,92 kg/taán Middleebrooks, 1979 Phileâ caù Tuyeát Patagonia 32- 1.063 mg/l 550- 1.250 mg/l 8,3- 79,9 mg/l 3500 mg/l - Gonzaùles, 1983 Phileâ caù trích 3.428- 10.000 mg/l - 857- 6.000 mg/l - - Sorensen, 1974; Herborg, 1974 Ñoùng hoäp caù ngöø 6,8- 20 kg/taán - 1,7- 13 kg/ taán - 3,8- 17 kg/taán Middleebrooks, 1979 Nuoâi caù Saùc ñin 9,22 kg/taán - 1,74 kg/taán - 5,41 kg/taán Middleebrooks, 1979 Nuoâi gheï xanh 4,8- 5,5 kg/taán - 0,21- 0,3 kg/taán - 0,7- 0,78 kg/taán Middleebrooks, 1979 Nuoâi ngheâu (baèng maùy) 5,14 kg/taán - 0,145 kg/taán - 10,2 kg/taán Middleebrooks, 1979 Nuoâi ngheâu (nuoâi thöôøng) 18,7 kg/taán - 0,461 kg/taán - 6,35 kg/taán Middleebrooks, 1979 Xí nghieäp boät caù 2,96 kg/taán - 0,56 kg/taán - 0,92 kg/taán Middleebrooks, 1979 Nöôùc löu chuyeån caù 3.050- 67.200 mg/l - 1.300- 17.200 mg/l 18,4- 64,9 mg/l - Nemerow, 1971 Nöôùc maùu caù (töø caùc XN boät caù) 23.500- 34.000 mg/l 93.000 mg/l 0- 1,92 % 2,4- 6,3 % - Parin vaø coäng söï , 1979; Civit vaø coäng söï , 1982 Nöôùc dính nhôùt (töø caùc XN boät caù) 13.000- 76.000 mg/l - 60- 1.560 mg/l 25- 62 mg/l - Cuadros vaø Gonzaùles, 1991 Nöôùc cheá bieán caù hoài 690 mg/l 2.000 mg/l - - 500 mg/l Phan Thu Nga, ÑHBK HCM, 1997. Nöôùc cheá bieán caù nuoâi 480 mg/l 810 mg/l - - 230 mg/l Caùc phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi thuyû saûn Phöông phaùp xöû lyù cô hoïc - vaät lyù Hình 13: Sô ñoà coâng ngheä XLNT Thuyû saûn baèng phöông phaùp cô hoïc vaät lyù Phöông phaùp xöû lyù hoaù hoïc Tuyø thuoäc vaøo ñaëc tính oâ nhieãm vaø ñoäc haïi cuûa taïp chaát baån coù trong moãi loaïi nöôùc thaûi CBTS maø coù theå söû duïng caùc phaûn öùng trung hoaø, phaûn öùng oxi hoaù-khöû…giöõa chuùng vôùi caùc taùc chaát cho theâm vaøo ñeå taïo ra caùc saûn phaåm ít ñoäc hôn. Trong coâng ngheä cheá bieán saûn phaåm thuyû saûn töø rong, taûo bieån (Chitin, Agar-agar…) thì nöôùc thaûi thöôøng coù tính axít: CH3COOH, HCl, H2SO4…hoaëc coù tính kieàm: NaOH, Na2CO3…caàn ñöôïc trung hoaø veà pH töø 6,5- 8,5 ñeå xöû lyù sô boä. Phöông phaùp coù theå thöïc hieän baèng caùch troän laãn nöôùc thaûi axít vaø nöôùc thaûi kieàm cuûa 2 xí nghieäp cheá bieán thuyû saûn gaàn nhau hoaëc cho nöôùc thaûi coù tính axít qua vaät lieäu nhö Manhetit, Ñolomit, Ñaù voâi, Ñaù phaán, Ñaù hoa, Xæ, Tro, Xi maêng, Voâi...hoaëc cho nöôùc thaûi coù tính kieàm qua caùc khí axít nhö CO2, SO2, NO2, N2O3... Baèng phöông phaùp oxi hoaù khöû coù theå chuyeån hoaù caùc chaát voâ cô, caùc ion kim loaïi naëng, caùc chaát khöû ñoäc haïi (Hidrosunfua, Hidrosunfit, Metylsunfit, Phenol, Xianua, Sunfua…) trong nöôùc thaûi CBTS veà daïng ít ñoäc haïi hôn cuõng nhö tieâu dieät, ngaên chaën söï phaùt trieån cuûa caùc vi sinh vaät gaây beänh vaø caùc loaïi taûo khoâng coù lôïi cho thuyû vöïc. Caùc chaát oxi hoaù thöôøng ñöôïc söû duïng nhaát laø Clo (khí, loûng), caùc hôïp chaát chöùa Clo hoaït tính (Hipoclorit, Clorit, Clorat, Perclorat, Clodioxit) hoaëc Ozon, Kalibicromat, Hidroperoxit, Pyroluzit (MnO2), Oxi/ khoâng khí, Kalipermanganat… Clorin thöôøng ñöôïc söû duïng nhieàu nhaát ñeå khöû truøng nöôùc thaûi CBTS vaø buøn caën. Quaù trình xöû lyù xuaát hieän Cloramin. Ñaây laø saûn phaåm cuûa Clorin vôùi NH3, caùc amin deã bay hôi coù nhieàu trong nöôùc thaûi CBTS. Ñieàu naøy ñaõ laøm cho löôïng Clorin duøng trong thöïc teá cao hôn löôïng Clorin tính toaùn lyù thuyeát. Hieäu quaû khöû truøng phuï thuoäc dö löôïng Clorin ôû traïng thaùi töï do. Löôïng Clorin caàn thieát ñeå ñaït ñöôïc dö löôïng töï do thích hôïp phuï thuoäc vaøo loaïi nöôùc thaûi CBTS khaùc nhau vaø nôi tieáp nhaän nöôùc thaûi vì trong nhieàu tröôøng hôïp chuùng laø ñoäc toá chính gaây aûnh höôûng tôùi chuûng loaïi, côõ vaø chaát löôïng cuûa thuyû sinh vaät soáng ôû ñoù (Eckenfelder, 1980; Metcalf & Eddy, 1979; Paller vaø coäng söï, 1983) Söû duïng O3 coù theå oxi hoaù nhieàu chaát khöû coù trong nöôùc thaûi vaø coù taùc duïng dieät khuaån khöû maøu, muøi, vò laï. Sau xöû lyù laøm taêng löôïng oxi hoaø tan khoâng taïo ra chaát raén hoaø tan khoâng phuï thuoäc vaøo noàng ñoä NH3, ñoä pH cuûa nöôùc thaûi. O3 coù theå cho vaøo nöôùc thaûi ôû daïng hoãn hôïp O3/ khoâng khí, O3/ O2 , O3/ sieâu aâm, O3/ tia cöïc tím. Tia cöïc tím laøm taêng toác ñoä oxi hoaù leân 102- 104 laàn. Coù theå duøng ozone ñeå dieät vi khuaån, virut gaây beänh vaø xöû lyù NH3, NO3-, H2S… trong moâi tröôøng nöôùc nuoâi thuyû saûn (Monroe & Key, 1980). Khaû naêng dieät khuaån cuûa O3 nhanh gaáp haøng nghìn laàn so vôùi Clo. Vieäc söû duïng ozone ñeå xöû lyù nöôùc thaûi CBTS ít ñöôïc söû duïng hôn Clorin nhöng heä thoáng xöû lyù baèng ozone laø raát caàn thieát khi xaû nöôùc thaûi CBTS vaøo nhöõng vuøng nöôùc nhaïy caûm (Stover & Jarnis, 1979; Rosenthal & Kruner, 1985). Phöông phaùp xöû lyù hoaù lyù Nöôùc thaûi CBTS laø heä phaân taùn dò theå khoâng beàn veà traïng thaùi taäp hôïp coù khaû naêng keo tuï, ñoâng tuï vaø deã laéng. Phöông phaùp hoaù lyù nhaèm loaïi boû caùc haït raén lô löûng phaân taùn, caùc chaát voâ cô vaø höõu cô tan baèng quaù trình keo tuï keát hôïp ñoâng tuï vaø tuyeån noåi. Quaù trình loaïi caùc haït keo raén trong nöôùc thaûi CBTS baèng laéng troïng löôïng thì vieäc ñaàu tieân laø phaûi trung hoaø ñieän tích cuûa chuùng baèng quaù trình ñoâng tuï. Tieáp ñeán laø lieân keát chuùng laïi vôùi nhau thaønh caùc haït raén lôùn hôn baèng quaù trình keo tuï. Phöông phaùp ñoâng tuï tieán haønh quaù trình thoâ hoaù caùc haït phaân taùn vaø chaát nhuõ töông baèng caùc chaát theâm vaøo goïi laø chaát ñoâng tuï. Caùc chaát ñoâng tuï thöôøng duøng laø muoái ñôn hoaëc hoãn hôïp cuûa chuùng nhö Al2(SO4)3.18H2O; NaAlO2; Al2(OH)5Cl; KAl(SO4)2.12H2O; NH4Al(SO4)2.12H2O; Fe2(SO4)3.2H2O; Fe2(SO4)3.3H2O; FeSO4.7H2O vaø FeCl3. Ngoaøi ra coù theå duøng caùc loaïi ñaát seùt khaùc nhau caùc chaát thaûi saûn xuaát chöùa nhoâm caùc hoãn hôïp dung dòch taåy röûa, xæ chöùa SiO2 laøm chaát ñoâng tuï. Lieàu löôïng chaát ñoâng tuï toái öu phuï thuoäc vaøo noàng ñoä taïp chaát raén coù trong nöôùc thaûi vaø ñöôïc xaùc ñònh baèng thí nghieäm Jar- test. Ñeå taêng cöôøng quaù trình laéng nhôø söï keát hôïp caùc haït lô löûng laïi vôùi nhau taïo boâng keo caàn tieán haønh quaù trình keo tuï baèng caùch theâm vaøo nöôùc thaûi caùc hôïp chaát cao phaân töû goïi laø chaát trôï ñoâng tuï hay laø chaát keo tuï. Khi thöïc hieän quaù trình keo tuï caùc haït keo coù troïng löôïng lôùn hôn coù khaû naêng taùch nhanh vaø hoaøn toaøn ra khoûi pha loûng. Caùc chaát keo tuï coù nguoàn goác töï nhieân nhö Tinh boät, Xenlulo, Ñextrin, Ester vaø Silic ñioxít; ñaõ hoaït hoaù- silicagel (xSiO2.yH2O) hoaëc ñöôïc toång hôïp nhö poliacrilamit (PAA): [-CH2 –CH- CO – NH2]n. Chitozan vaø Alginat laø nhöõng chaát trôï ñoâng tuï raát toát. -Caùc chaát baån raén khoù laéng hoaëc chaát loûng phaân taùn khoâng tan nhö daàu môõ… ñöôïc taùch ra khoûi nöôùc thaûi baèng phöông phaùp tuyeån noåi. Phöông phaùp tuyeån noåi ñöôïc söû duïng nhö laø moät phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi CBTS coù hieäu quaû nhaát ñeå taùch caùc chaát lô löûng khoù tan vaø daàu môõ ñoäng thöïc vaät thuûy saûn (Ñaëc bieät trong cheá bieán caù Basa, caù Trích…). Quaù trình tuyeån noåi ngöôïc vôùi quaù trình laéng vaø ñöôïc aùp duïng khi quaù trình laéng xaûy ra chaäm hoaëc khoù thöïc hieän. Khi thöïc hieän quaù trình tuyeån noåi caùc haït raén lô löûng trong pha loûng seõ keát dính vôùi caùc boït khí seõ cuøng noåi leân vaø ñöôïc loaïi ra baèng thieát bò vôùt boït. Khoâng khí ñöôïc suïc vaøo nöôùc vaø taïo boït theo nhieàu caùch khaùc nhau nhö tuyeån noåi hoaù hoïc, tuyeån noåi sinh hoïc, tuyeån noåi ion, tuyeån noåi ñieän, tuyeån noåi khoâng khí, tuyeån noåi chaân khoâng vaø tuyeån noåi baèng khoâng khí hoaø tan(DAF). DAF laø phöông phaùp thoâng duïng nhaát hieän nay duøng ñeå xöû lyù nöôùc thaûi CBTS coù theå thöïc hieän khoâng tuaàn hoaøn hoaëc coù tuaàn hoaøn. DAF hoaït ñoäng toát ôû pH = 4,5- 6,0 vaø coù theå khöû ñöôïc 90% löôïng daàu. Vôùi nöôùc thaûi caù Ngöø, DAF coù theå loaïi ñöôïc 80% daàu vaø môõ; 74,8% löôïng chaát raén lô löûng (Ertz vaø caùc coäng söï, 1977; Ilet, 1980). Caùc cô sôû CBTS coù quy moâ nhoû laø khoâng phuø hôïp vì chi phí töông ñoái cao (Anon, 1986). Trong quaù trình tuyeån noåi coù theå duøng theâm chaát trôï ñoâng tuï ñeå taêng cöôøng hieäu quaû heä thoáng. Hieäu quaû phaân rieâng cuûa quaù trình tuyeån noåi phuï thuoäc kích thöôùc vaø soá löôïng bong boùng khí. Phöông phaùp xöû lyù sinh hoïc Hình 14: Caùc phöông phaùp sinh hoïc (kò khí vaø hieáu khí) xöû lyù nöôùc thaûi[11] CHÖÔNG 3 TOÅNG QUAN VAØ CAÙC VAÁN ÑEÀ MOÂI TRÖÔØNG TRONG COÂNG TY LAFIMEXCO TOÅNG QUAN COÂNG TY LAFIMEXCO Giôùi Thieäu Hình 15: Coâng ty coå phaàn thuyû saûn vaø XNK Long An (Nguoàn 6) Lòch Söû Hình Thaønh Vaø Phaùt Trieån Cuûa Coâng Ty LAFIMEXCO laø moät doanh nghieäp nhaø nöôùc thuoäc UBND tænh Long An, tieàn thaân laø moät nhaø maùy ñoâng laïnh tröïc thuoäc Lieân Hieäp Coâng Ty Thuûy Saûn Long An ñöôïc khôûi coâng xaây döïng naêm 1986, hoaït ñoäng döôùi söï chæ ñaïo cuûa lieân hieäp C.ty Thuûy Haûi Saûn Long An, chuû yeáu laø toå chöùc saûn xuaát caùc maët haøng Ñoâng Lanh (toâm, ngheâu, soø, coøi ñieäp…) Ñeán 1990 lieân hieäp C.ty Thuûy Haûi Saûn Long An phaù saûn, ñôn vò duy nhaát ngaønh Thuûy Saûn coøn laïi laø nhaø maùy Ñoâng Laïnh. Thaùng 5/1991 UBND tænh Long An ra quyeát ñònh thaønh laäp Xí Nghieäp Cheá Bieán Thuûy Saûn Long An tröïc thuoäc sôû Coâng nghieäp vaø tieåu thuû Coâng nghieäp töø nhaø maùy Ñoâng Laïnh Long An. Laø nhaø maùy ñi leân xí nghieäp khi coâng ty meï giaûi theå cuøng vôùi söï taùc ñoäng khoù khaên cuûa neàn kinh teá luùc baáy giôø neân Xí nghieäp bò khuûng hoaûng lôùn ôû nhieàu lónh vöïc: saûn xuaát, kinh doanh, caùn boä quaûn lyù, boä maùy toå chöùc…giai ñoaïn ñaày gai go vaø thöû thaùch, ñoøi hoûi xí nghieäp vöøa phaûi giaûi quyeát nhöõng khoù khaên vöøa phaûi tìm phöông höôùng phaùt trieån saûn xuaát kinh doanh ._.øi (L):roäng (W) = 4:1, vôùi chieàu cao beå H = 3,5 m. ÔÛ ñaàu beå ta taïo goùc nghieâng a = 30o so vôùi phöông ngang ñeå chaát raén khoâng tích tuï ñöôïc, vôùi chieàu cao laø Hi = 1,5 m. Theå tích phaàn goùc nghieâng: Trong ñoù: hi: chieàu cao goùc nghieâng wi: caïnh ñaùy goùc nghieâng Dieän tích beå: Vaäy: L = 10,1 (m); W = 2,7 (m) Caáu truùc, vaät lieäu vaø trang thieát bò Vaät lieäu xaây döïng laø beâ toâng coát theùp, beå ñaët aâm döôùi maët ñaát Caùc thieát bò caàn coù trong thieát keá beå: Thu hoài caùc chaát raén (caën) vaø môõ (noåi) baùm vaøo caùc thaønh töôøng cuûa beå. Vôùt caùc vaät noåi vaø boït (foam) khi beå ñang coù möïc nöôùc cao Caùc bình xòt ñeå ngaên tích luõy boït treân beà maët cuõng nhö vaùng noåi (scum) Duøng 2 bôm laøm vieäc luaân phieân ñöa nöôùc leân coâng trình tieáp theo Toùm löôït keát quaû, moâ phoûng Baûng 38: Toùm taét caùc thoâng soá thieát keá STT Teân thoâng soá Kyù hieäu Soá lieäu Ñôn vò 1 Theå tích cuûa beå V 95 m3 2 Chieàu daøi cuûa beå L 10,1 m 3 Chieàu roäng cuûa beå W 2,7 m 4 Chieàu saâu cuûa beå H 3,5 m 5 Chieàu cao möïc nöôùc Hw 2,6 m 6 Goùc nghieâng ôû ñaàu beå a 30 Ñoä(o) 7 Chieàu cao goùc nghieâng Hi 1,5 m Baûng 39: Hieäu quaû xöû lyù SS vaø COD SS COD Hieäu quaû Giaù trò coøn laïi Hieäu quaû Giaù trò coøn laïi 0 % 351 mg/L 0 % 2853 mg/L Beå Laøm Thoaùng Sô Boä Tính toaùn Theå tích beå Thôøi gian löu nöôùc döïa vaøo keát quaû thí nghieäm moâ hình laéng laø 30 phuùt. Nhôø vaøo beå ñieàu hoaø löu löôïng maø löu löôïng vaøo beå Q = 201,24 (m3/d). Theå tích beå seõ laø: Theå tích thöïc cuûa beå theâm 35%: Chieàu cao beå H = 2 m Chieàu daøi laáy baèng chieàu roäng beå ñieàu hoaø ñeå thuaän tieän hôn trong xaây döïng sau naøy. Vaäy kích thöôùc beå: 2,7*1,05*2 (ñôn vò m) Heä thoáng caáp khí Choïn löôïng khí caáp laø qa = 1,87 m3 khí/m3 nöôùc*min (0,75-3 m3 khí/m3 nöôùc*mins[2]). Vaäy löôïng khí caàn caáp cho beå laø: Khí theo oáng daãn khí chính chaïy doïc xuoáng beå roài phaân phoái qua caùc oáng nhaùnh (choïn soá oáng nhaùnh nb = 2 oáng, chieàu daøi oáng nhaùnh xaáp xæ chieàu daøi beå Lb = 2,6 m), khí ñöôïc phaân taùn qua caùc loã (ñöôøng kính dp = 10 mm, trong khoaûng 2-5 mm[2]) ôû 2 beân oáng nhaùnh. Löu löôïng khí trong moãi oáng nhaùnh Qb = Qa/2 = 235 m3/h, choïn vaän toác khí trong oáng vp = 15 m/s (5-20 m/s [3]). Ñöôøng kính oáng xaùc ñònh bôûi: Choïn f = 75 mm Töông töï ta tính ñöôøng kính oáng chính Choïn f = 110 mm Toång dieän tích loã treân 1 oáng nhaùnh Soá loã treân 1 oáng nhaùnh: Choïn n = 58 (loã/oáng nhaùnh) Khoaûng caùch giöõa caùc loã (caùc loã phaân phoái ôû giöõa oáng nhaùnh, loã ôû 2 beân naèm so le nhau) Khoaûng caùch giöõa caùc oáng nhaùnh (phaân ñeàu beà roäng beå) Toån thaát aùp löïc Theo met coät nöôùc Trong ñoù: hd: toån thaát doïc ñöôøng, m hc: toån thaát cuïc boä, m (giaù trò hd + hc khoâng quaù 0,4 m) hf: toån thaát do phaân phoái, m (giaù trò khoâng quaù 0,5 m) Theo atmosphere - AÙp löïc khí neùn Coâng suaát maùy khí neùn Vôùi h: hieäu suaát maùy neùn khí, choïn h = 0,8 Caáu truùc, vaät lieäu vaø trang thieát bò -Beå xaây baèng beâ toâng coát theùp, ñaùy beå naèm treân maët ñaát Toùm löôït keát quaû, moâ phoûng Baûng 40: Toùm taét caùc thoâng soá thieát keá STT Teân thoâng soá Kyù hieäu Soá lieäu Ñôn vò 1 Theå tích cuûa beå V 5,66 m3 2 Chieàu daøi cuûa beå L 2,7 m 3 Chieàu roäng cuûa beå W 1,05 m 4 Chieàu saâu cuûa beå H 2 m 5 Chieàu cao möïc nöôùc Hw 1,5 m 6 Ñöôøng kính oáng chính dp 110 mm 7 Ñöôøng kính oáng nhaùnh db 75 mm 8 Chieàu daøi oáng nhaùnh Lb 2,6 m 9 Soá oáng nhaùnh caàn ñaët nb 2 oáng 10 K/c giöõa caùc oáng nhaùnh Sb 0,35 m 11 Ñöôøng kính loã phaân phoái dp 10 mm 12 Khoaûng caùch giöõa caùc loã Sp 89,7 mm 13 Soá loã treân moät oáng nhaùnh n 58 loã 14 Khoaûng caùch ñaët oáng nhaùnh Sib 250 mm Baûng 41: Hieäu quaû xöû lyù SS vaø COD SS COD Hieäu quaû Giaù trò coøn laïi Hieäu quaû Giaù trò coøn laïi 0 %[*] 351 mg/L 0 %[*] 2853 mg/L Löu yù: * tính chung vaøo beå laéng, keát quaû thöïc nghieäm Beå Laéng Sô Caáp Tính toaùn Thoâng soá cho vuøng laéng Vuøng laéng: nôi boâng caën baét ñaàu laéng, chieám theå tích vaø yeâu caàu “tónh” nhaát trong beå laéng. Töø keát quaû thöïc nghieäm: Vaän toác laéng: : vs = 0,025 m3/m2*phuùt = 36 m3/m2*d Choïn taûi troïng beà maët: vo = 35 m3/m2*d (33-49 m3/m2*d [11]) Thôøi gian löu nöôùc: t = 1,2 h Theå tích beå: Dieän tích beå: Chieàu roäng vaø chieàu daøi beå: Choïn tæ leä L:W = 3:1 [11] Ta ñöôïc W = 1,4(m), choïn W = 1,52(m) (chieàu roäng chuaån: 1,52; 3,05; 5,49; 8,53; 11,58 (m)[11]). Chieàu daøi beå: L = 3*W = 4,56 (m) Vaäy dieän tích thöïc laø: A = L*W = 6,9312(m2) Ñoä cao möïc nöôùc cuûa beå: Vaän toác löu löôïng: (< 0,1524m/min[34]) Taûi troïng beà maët vöôït taûi: (81-122 m3/m2*d [11] ) Thôøi gian löu nöôùc vöôït taûi: Thoâng soá vuøng vaøo Vuøng vaøo: phaân phoái, ñieàu chænh vaän toác (v > 0,15 m/s seõ laøm vôõ boâng caën do taùc ñoäng doøng chaûy) vaø traùnh xaùo troän (chuyeån ñoäng xoaùy giaûm hieäu quaû laéng) cuûa doøng nöôùc vaøo beå. Choïn daïng phoå bieán laø töôøng ngaên baèng loã vaø maùng thu Hình 39: Caùc daïng phaân phoái nöôùc vaøo (nguoàn [34]) Phaân phoái nöôùc vaøo beå (nöôùc vaøo möông) Choïn vaän toác phaân phoái nöôùc vd = 0,1 (m/s), dieän tích phaân phoái seõ laø: Ñöôøng kính oáng daãn nöôùc vaøo Choïn Di = 180 mm Phaân phoái nöôùc vaøo vuøng laéng (nöôùc chaûy qua möông) Choïn kieåu phaân phoái daïng möông thu (hình 34b), vôùi 14 loã laân phoái, choïn vaän toác phaân phoái qua möông v = 0,05 (m/s), dieän tích phaân phoái seõ laø: Ñöôøng kính moãi loã: Choïn Dd = 70 (mm) Vaùch ngaên (taám chaén) caùch ñaàu vaøo 0,6m (0,6-0,9 m[11]), chìm 0,45m (0,45-0,6 m[11]) vaø ñænh vaùch caùch maët nöôùc 5cm[11] ñeå vaùng, chaát noåi coù theå troâi qua. Thoâng soá vuøng buøn Ñoä doác ñaùy i = 1% (1-2 %[2]) ngöôïc höôùng doøng chaûy Khoái löôïng caën töôi Vôùi Css: noàng ñoä SS cuûa doøng thaûi vaøo beå, mg/L, E: hieäu suaát, %. Theå tích caën töôi Trong ñoù tw: thôøi gian 2 laàn xaõ buøn, choïn tw = 8 h P: ñoä aåm caën töôi, P = 95 %[2] (Vôùi 1 - P = 5 % goïi laø haøm löôïng caën) rs: tæ troïng rieâng caën töôi, choïn rs = 1,02 kg/L Hoá thu coù 2 ñaùy, ñaùy lôùn ôû treân taïo goùc nghieâng as = 50o so vôùi phöông ngang vôùi chieàu daøi (hình vuoâng) Ls = 1,52 m; ñaùy nhoû cuõng coù daïng hình vuoâng; choïn chieàu cao hoá thu Hs = 0,6 m; phaân tích hình hoïc caùc döõ lieäu treân ta ñöôïc theå tích hoá thu Vs > Vw 0,26 m3. Vaäy choïn caùc döõ lieäu treân ñeå thieát keá Thieát bò cô giôùi gaït caën vaø vaùng noåi: Coù daïng nhö hình ?, vaän toác gaït 0,0762 (m/s)[11]; kích thöôùc taám gaït buøn 1500*30*10 (ñôn vò mm). Ruùt xaõ buøn: oáng thu buøn ñöôøng kính 100 mm[11] vaø vaän toác ruùt laø 0,9 m/s Thoâng soá vuøng ra Vuøng ra: ñieàu chænh löôïng nöôùc ra khoûi beå (caû löôïng nöôùc vaø vò trí doøng chaûy ra khoûi beå), ñaûm baûo chæ coù nöôùc sau khi laéng toát môùi ra khoûi beå (nöôùc ôû beà maët), beå coøn giuùp traùnh hieän töôïng nöôùc chaûy xoaùy vaø duøng ñeå ñieàu chænh möïc nöôùc trong beå. Tröôùc vuøng ra thöôøng coù vaùch ngaên ñeå thu vaùng, noåi…sau ñoù laø keát caáu thu nöôùc bao goàm vuõng loõm (chuyeån ra oáng daãn), maùng (khía hình V, khe hôû, loå), oáng daãn… Hình 40: Caáu taïo maùng thu nöôùc ra Choïn taûi troïng maùng wl = 250 m3/m*d (250-373 m3/d*m[11]). Chieàu daøi maùng xaùc ñònh bôûi: Moät ñaàu cuûa maùng ñaët saùt thaønh, phöông vuoâng goác chieàu daøi beå Ñöôøng kính oáng daãn nöôùc ra (ñaët ôû giöõa ñaùy maùng) choïn baèng oáng daãn nöôùc vaøo Do = 180 mm (vaän toác doøng chaûy 0,1 m/s). Cho beà roäng maùng Ww = 200 mm. Choïn vaän toác nöôùc chaûy trong maùng vw = 0,1 m/s; chieàu cao lôùp nöôùc trong maùng thu xaùc ñònh bôûi: Choïn chieàu cao maùng thu Hw = 200 mm. Maùng raêng cöa (tính toaùn theo [5]) ñaët 2 beân thaønh cuûa maùng thu nöôùc, coù khía hình V (theùp khoâng gæ; daøy 1,5 mm; ñaùy chöõ V daøi 50 mm); khoaûng caùch giöõa caùc gôø 50 mm (10 gôø/m); toång soá gôø ng =0,8*10 = 8 gôø; Vaäy löu löôïng qua 1 gôø: Chieàu cao lôùp nöôùc trong khe chöõ V Choïn khe chöõ V saâu 30 mm Möông thu vaùng, chaát noåi: Ñaët tröôùc maùng thu 0,5 m; töôøng ôû ñaàu möông cao 200 mm vaø ñænh caùch maët nöôùc 150 mm (15-30 cm[11]); beà roäng möông 300 mm Caùc thaønh phaàn khaùc Caàn theâm chieàu baûo veä cho beå Hs = 0,5 m (0,5-1 m[2]) vaø chieàu cao lôùp nöôùc trung hoøa (trung gian giöõa lôùp nöôùc vaø caën) Hn = 0,4 m[2]. Toùm löôït keát quaû, moâ phoûng Baûng 42: Toùm taét caùc thoâng soá thieát keá Teân thoâng soá Kyù hieäu Soá lieäu Ñôn vò Vuøng laéng Theå tích cuûa beå V 10,062 m3 Chieàu daøi cuûa beå L 4,56 m Chieàu roäng cuûa beå W 1,52 m Chieàu cao möïc nöôùc Hw 1,45 m Taûi troïng beà maët v0 35 m3/m2*d Taûi troïng beà maët vöôït taûi vom 101,62 m3/m2*d Thôøi gian löu nöôùc t 1,2 h Thôøi gian löu nöôùc vöôït taûi tm 0,34 h Vaän toác löu löôïng vf 0,063 m/min Vuøng nöôùc vaøo Vaän toác phaân phoái v 0,01 m/s Ñöôøng kính oáng daãn nöôùc vaøo Di 180 mm Ñöôøng kính moãi loã phaân phoái Dp 70 mm Khoaûng caùch vaùch ngaên vôùi ñaàu vaøo 0,6 m Ñænh vaùch caùch maët nöôùc 5 cm Chieàu cao vaùch 45 cm Beà roäng vaùch 10 Cm Vuøng chöùa buøn Ñoä doác ñaùy i 1 % Khoaûng thôøi gian 2 laãn xaõ caën tw 8 h Chieàu cao hoá thu Hs 0,6 m Goùc hoá thu as 50 ñoä Kích thöôùc taám gaïn caën 1500*30*5 Ñôn vò mm Ñöôøng kích oáng xaõ caën dw 150 mm Khoái löôïng caën sinh ra 38,85 Kg/d Vuøng nöôùc ra Taûi troïng maùng wl 250 m3/d*m Chieàu daøi maùng Lw 0,8 m Beà roäng maùng Ww 0,2 m Chieàu cao maùng thu Hw 0,2 m Ñaùy chöõ V 50 mm Ñoä daøi gôø 50 mm Ñoä saâu khe chöõ V 30 mm Khoaûng caùch möông thu vaø maùng 0,5 m Ñænh möông thu caùch maët nöôùc 200 mm Töôøng ôû ñaàu möông cao 400 mm Beà roäng möông thu 30 mm Ñöôøng kính oáng daãn nöôùc ra Do 180 m Thaønh phaàn khaùc Chieàu cao baûo veä Hs 0,5 m Chieàu cao trung hoøa Hn 0,4 m Vôùi taûi troïng beà maët vo = 35 (m3/m2*d), hieäu quaû xöû lyù BOD theo hình 41 laø 33% Hình 41: Xaùc ñònh hieäu quaû xöû lyù BOD trong beå laéng sô caáp [11] Baûng 43: Hieäu quaû xöû lyù SS vaø COD SS COD Hieäu quaû Giaù trò coøn laïi Hieäu quaû Giaù trò coøn laïi 55 %[*] 157,95 mg/L 33 % 1912 mg/L (*): keát quaû thöïc nghieäm Caùc Ao Sinh Hoïc Kích thöôùc moãi ao Döïa vaøo hình 36, thieát keá caùc ao ñeå nöôùc thaûi khi xaõ ra ngoaøi coù noàng ñoä COD < 50 mg/L, toång thôøi gian löu nöôùc tìm ñöôïc t = 13 h (hieäu suaát xöû lyù 97,4%), thöïc teá ta taêng gaáp ñoái thôøi gian löu leân ñeå baûo ñaûm keát quaû. Ñoä saâu möïc nöôùc moãi ao H = 1 m. Vaäy toång dieän tích caùc ao laø: Chia laøm 5 ao, dieän tích moãi ao Aa = 43,602 m2. Tæ leä L:W = 3:1, theâm chieàu cao baûo veä cho ao 0,5 m. Vaäy kích thöôùc moãi ao laø 11.4*3,8*1,5 (ñôn vò m). Caáu truùc, vaät lieäu vaø trang thieát bò Ao naèm aâm döôùi ñaát (beà maët ao ngang maët ñaát ) Moãi ao coù bôø ngaên caùch nhau roõ raøng ñeå deã theo doõi Beå Methane Löôïng caën cho vaøo beå bao goàm löôïng caën ôû beå laéng sô caáp vaø ôû caùc ao sinh hoïc. Vì chöa coù soá lieäu cuï theå löôïng buøn sinh ra töø ao sinh hoïc neân phöông aùn naøy chæ ñeà xuaát tröôùc maø chöa tính toaùn cuï theå. PHÖÔNG AÙN II Löôùi Chaén Raùc: Gioáng nhö phöông aùn 1 Baûng 44: Caùc thoâng soá coøn laïi sau khi qua löôùi chaén raùc SS COD Hieäu quaû Giaù trò coøn laïi Hieäu quaû Giaù trò coøn laïi 15 %[2] 351 mg/L 10 %[2] 2853 mg/L Beå Ñieàu Hoaø Löu Löôïng Vaø Noàng Ñoä Tính toaùn Theå tích beå Döïa vaøo baûng ghi nhaän löu löôïng haøng ngaøy taïi coâng ty laäp baûng phaân tích löu löôïng coù daïng sau: Baûng 45: Keát quaû phaân tích löu löôïng 1 - Thôøi gian 2 - Löu löôïng (m3/s) 3 - Theå tích vaøo (m3) 4 - Theå tích ra (m3) 5 – Theå tích chöùa (m3) 6 – Toång tích luõy (m3) Trong ñoù: Coät 1 -Theå tích vaøo moãi giôø: (t = 1 h, qi: löu löôïng) Coät 2 - Theå tích ra moãi giôø: Phuï thuoäc vaøo giôø laøm vieäc cuûa beå SBR, töø thöïc nghieäm moâ hình ñaõ choïn thôøi gian ñöa nöôùc leân 2 beå SBR. Ta thaáy coù 8 laàn (2 giai ñoaïn, moãi giai ñoaïn lieân tieáp 4h) ñeå ñöa nöôùc leân, vaäy theå tích nöôùc trung bình ra moãi laàn: Ñeå ñaûm baûo ñuû löôïng nöôùc ñöa leân, ta döïa vaøo theå tích tích luyõ ôû cuoái moãi thôøi ñieåm (trong tính toaùn beå ñieàu hoaø phöông aùn 1) ñeå choïn thôøi ñieåm baét ñaàu ñöa nöôùc leân, ta thaáy ôû thôøi gian 13-14h toång löôïng nöôùc vaøo laø 102,99 > 4*25,155 = 100 m3, vaäy choïn thôøi gian giai ñoaïn 1 laø 10-14h vaø giai ñoaïn 2 laø 20-24h. Coät 3 - Theå tích chöùa: Coät 4 - Theå tích tích luõy: (Löu yù: n khoâng phaûi soá tính toaùn maø mang yù nghóa thôøi ñieåm hieän taïi) Baúng 46: Keát quaû tính toaùn (1) Thôøi gian (2) Löu löôïng 10-3(m3/s) (3) Theå tích vaøo (m3) (4) Theå tích ra (m3) (5) Theå tích chöùa (m3) (6) Toång tích luõy (m3) 0-1 0,0875 0,315 0 0,31500 0,315 1-2 0,0708 0,25488 0 0,25488 0,56988 2-3 0,1958 0,70488 0 0,70488 1,27476 3-4 0,5583 2,00988 0 2,00988 3,28464 4-5 0,5958 2,14488 0 2,14488 5,42952 5-6 1,7572 6,32988 0 6,32988 11,75940 6-7 2,3875 8,595 0 8,59500 20,35440 7-8 2,2875 8,235 0 8,23500 28,8940 8-9 2,9125 10,485 0 10,48500 39,07440 9-10 3,8542 13,87512 0 13,87512 52,94952 10-11 4,1917 15,09012 25,155 -10,06488 42,88464 11-12 3,2458 11,68488 25,155 -13,47012 29,41452 12-13 2,6042 9,37512 25,155 -15,77988 13,63464 13-14 3,8583 13,88988 25,155 -11,26512 2,36952 14-15 5,5375 19,935 0 19,93500 22,30452 15-16 7,9583 28,64988 0 28,64988 50,95440 16-17 4,5417 16,35012 0 16,35012 67,30452 17-18 3,5083 12,62988 0 12,62988 79,93440 18-19 2,8458 10,24488 0 10,24488 90,17928 19-20 1,1625 4,185 0 4,18500 94,36428 20-21 0,5250 1,89 25,155 -23,26500 71,09928 21-22 0,3750 1,35 25,155 -23,80500 47,29428 22-23 0,5917 2,13012 25,155 -23,02488 24,26940 23-24 0,2460 0,8856 25,155 -24,26940 0,00000 Döïa vaøo coät 6 tìm ra Vc max, ñaây chính laø theå tích cuûa beå ñieàu hoøa. Ta thaáy ôû thôøi ñieåm 19-20h Vc ñaït giaù trò max, vaäy theå tích beå ñieàu hoøa laø: V = 95 m3 Tuy nhieân, theå tích thöïc teá caàn theâm 35% phoøng caùc söï coá ngoaøi yù muoán cuõng nhö löôïng chaát raén toàn ñoïng vaø caùc thieát bò (caáp khí) beân trong beå. Vaäy theå tích thöïc cuûa beå laø: Ve = V*1,35 = 129 m3. Thoâng soá theå tích beå Vaät lieäu xaây döïng laø beâ toâng coát theùp Xaây beå daïng hình chöõ nhaät, tæ leä daøi:roäng = 2:1, vôùi chieàu cao beå laø 4 m Kích thöôùc beå 8,1*4*4 (ñôn vò m) Hieäu quaû caân baèng taûi löôïng Ta choïn thôøi gian moác laø 23-24h khi maø löôïng nöôùc trong beå khoâng coøn, tính toaùn döõ lieäu sau ñoù laäp baûng noàng ñoä – taûi löôïng BOD caân baèng: Baûng 47: Keát quaû tính toaùn döõ lieäu (1) Thôøi ñieåm (2) Theå tích vaøo (m3) (3) Toång tích luõy (m3) (4) Noàng ñoä BOD (mg/l) (5) Noàng ñoä BOD ñieàu hoøa (mg/L) (6) Taûi löôïng BOD ñieàu hoøa (kg/h) 0-1 0,315 0,315 1622,816 1622.8160 13.60731 1-2 0,25488 0,56988 1994,304 1788.9648 15.00047 2-3 0,70488 1,27476 1955,2 1880.8847 15.77122 3-4 2,00988 3,28464 2131,168 2034.0337 17.05537 4-5 2,14488 5,42952 2209,376 2103.3010 17.63618 5-6 6,32988 11,75940 2228,928 2170.9238 18.2032 6-7 8,595 20,35440 2111,616 2145.8801 17.9932 7-8 8,235 28,8940 2052,96 2119.1150 17.76878 8-9 10,485 39,07440 2326,688 2174.8140 18.23582 9-10 13,87512 52,94952 2170,272 2173.6238 18.22584 10-11 15,09012 42,88464 1661,92 2060.1359 17.27424 11-12 11,68488 29,41452 2228,928 2096.2791 17.5773 12-13 9,37512 13,63464 1974,752 2066.9070 17.33102 13-14 13,88988 2,36952 1642,368 1852.6691 15.53463 14-15 19,935 22,30452 2033,408 2014.2072 16.88913 15-16 28,64988 50,95440 2365,792 2211.8911 18.54671 16-17 16,35012 67,30452 2228,928 2216.0298 18.58141 17-18 12,62988 79,93440 2150,72 2205.7107 18.49488 18-19 10,24488 90,17928 1935,648 2175.0300 18.23763 19-20 4,185 94,36428 1622,816 2150.5396 18.03227 20-21 1,89 71,09928 1779,232 2143.2488 17.97114 21-22 1,35 47,29428 1681,472 2134.6442 17.89899 22-23 2,13012 24,26940 1935,648 2126.0678 17.82708 23-24 0,8856 0,00000 1798,784 2114.5455 17.73046 Trung bình 8,385 33,32 1993,4893 2074,2609 17,3927 Trong ñoù: Coät 5 - Noàng ñoä trung bình BOD ñieàu hoøa ra khoûi beå ôû moãi thôøi ñieåm trong ngaøy: Trong ñoù: Vi (coät 2): Theå tích nöôùc thaûi vaøo ôû thôøi ñieåm ñang xeùt, m3. Xi (coät 4): Noàng ñoä BOD trung bình cuûa nöôùc thaûi vaøo, mg/L Vc (vò trí coät 3 tröôùc ñoù): Theå tích nöôùc thaûi trong beå ôû cuoái thôøi ñieåm tröôùc ñoù, m3 Xc (vò trí coät 5 tröôùc ñoù): Noàng ñoä BOD trong beå chöùa ôû cuoái thôøi ñieåm tröôùc ñoù, mg/L. Ví duï: Tính noàng ñoä trung bình BOD ñaõ ñieàu hoøa ra khoûi beå ôû 2 thôøi ñieåm ñaàu theo döõ lieäu ôû coâng ty. Thôøi ñieåm 0-1h: Thôøi ñieåm 1-2h: Caùc thôøi ñieåm coøn laïi töông töï Coät 6 - Taûi löôïng BOD trung bình ñaõ ñieàu hoøa ôû moãi thôøi ñieåm (tính töø döõ lieäu coät 5) vôùi löu löôïng trung bình trong ngaøy qa = 2,3291667*10-3(m3/s) Ví duï: Tính taûi löôïng BOD ñaõ ñieàu hoøa ôû 2 thôøi ñieåm ñaàu theo döõ lieäu ôû coâng ty. Thôøi ñieåm 0-1h: Thôøi ñieåm 0-2h: Caùc thôøi ñieåm coøn laïi töông töï. Hình 42: Ñoà thò caân baèng löu löôïng vaø taûi löôïng Baûng 48: Hieäu quaû caân baèng trong beå ñieàu hoøa: Tæ leä Taûi löôïng BOD Ban ñaàu Ñaõ caân baèng Lôùn nhaát/Trung bình Nhoû nhaát/Trung bình Lôùn nhaát/Nhoû nhaát Heä thoáng caáp khí Löu löôïng khoâng khí caàn caáp Vôùi qa laø löôïng khí caàn caáp cho dung tích beå trong moät ñôn vò thôøi gian, choïn qa = 0,01 m3 khí/m3 nöôùc*min (0,01-0,015 m3 khí/m3 nöôùc*min[4]) Khí theo oáng daãn khí chính chaïy doïc xuoáng beå roài phaân phoái qua caùc oáng nhaùnh (choïn soá oáng nhaùnh nb = 3 oáng, chieàu daøi oáng nhaùnh xaáp xæ chieàu daøi beå Lb = 8 m), khí ñöôïc phaân taùn qua caùc loã (ñöôøng kính dp = 5 mm, trong khoaûng 2-5 mm[2]) ôû 2 beân oáng nhaùnh. Löu löôïng khí trong moãi oáng nhaùnh Qb = Qa/3 = 19 m3/h, choïn vaän toác khí trong oáng vp = 8 m/s (5-20 m/s [3]). Ñöôøng kính oáng xaùc ñònh bôûi: Choïn f = 25mm Töông töï ta tính ñöôøng kính oáng chính Choïn f = 50mm Baûng 49: Ñöôøng kính theo vaän toác khí trong oáng (Nguoàn [2]) Ñöôøng kính, mm Vaän toác, m/s 25 – 75 (1 -3”) 100 – 250 (4 – 10”) 300 – 610 (12 – 24”) 760 – 1500 (30 – 60”) 6 – 9 9 – 15 14 – 20 19 - 33 Toång dieän tích loã treân 1 oáng nhaùnh Soá loã treân 1 oáng nhaùnh: Choïn n =34 (loã/oáng nhaùnh) Khoaûng caùch giöõa caùc loã (caùc loã phaân phoái ôû giöõa oáng nhaùnh, loã ôû 2 beân naèm so le nhau) Khoaûng caùch giöõa caùc oáng nhaùnh (phaân ñeàu beà roäng beå) Toån thaát aùp löïc Theo met coät nöôùc Trong ñoù: hd: toån thaát doïc ñöôøng, m hc: toån thaát cuïc boä, m (giaù trò hd + hc khoâng quaù 0,4 m) hf: toån thaát do phaân phoái, m (giaù trò khoâng quaù 0,5 m) Theo atmosphere - Aùp löïc khí neùn Coâng suaát maùy khí neùn Vôùi h: hieäu suaát maùy neùn khí, choïn h = 0,8 Toùm löôït keát quaû, moâ phoûng Baûng 50: Toùm taét caùc thoâng soá thieát keá STT Teân thoâng soá Kyù hieäu Soá lieäu Ñôn vò 1 Theå tích cuûa beå V 129,6 m3 2 Chieàu daøi cuûa beå L 8,1 m 3 Chieàu roäng cuûa beå W 4 m 4 Chieàu cao cuûa beå H 4 m 5 Chieàu saâu möïc nöôùc Hw 3 m 6 Ñöôøng kính oáng chính dp 50 mm 7 Ñöôøng kính oáng nhaùnh db 25 mm 8 Chieàu daøi oáng nhaùnh Lb 8 m 9 Soá oáng nhaùnh caàn ñaët nb 3 oáng 10 K/c giöõa caùc oáng nhaùnh Sb 1 m 11 Ñöôøng kính loã phaân phoái dp 5 mm 12 Khoaûng caùch giöõa caùc loã Sp 0,471 m 13 Soá loã treân moät oáng nhaùnh n 34 loã 14 Khoaûng caùch ñaët oáng nhaùnh Sib 250 mm Baûng 51: Hieäu quaû xöû lyù SS vaø COD SS COD Hieäu quaû Giaù trò coøn laïi Hieäu quaû Giaù trò coøn laïi 10 %[2] 316 mg/L 20 %[2] 2283 mg/L Beå SBR Tính toaùn Ñeå tính toaùn chính xaùc vaø ñaày ñuû theo caùc phaûn öùng xaûy ra trong beå thì phöùc taïp vaø nhieàu khoù khaên caàn nghieân cöùu kó hôn, ôû ñaây chæ xeùt ñeán pha phaûn öùng hieáu khí[9] trong beå ñeå ñôn giaûn ñi quaù trình thieát keá, bao goàm caùc phaûn öùng oxy hoaù hôïp chaát Carbon (khöû COD) vaø quaù trình Nitrate hoùa Döõ lieäu thoâng tin thieát keá Ñaëc tröng doøng thaûi vaøo beå Baûng 52: ñaëc tröng doøng thaûi vaøo beå SBR Thaønh phaàn Noàng ñoä Ñôn vò Thaønh phaàn Noàng ñoä Ñôn vò BOD** 1485 mg/L TSS* 316 mg/L COD* 2283 mg/L TKN 200 mg/L VSS** 280 mg/L Nhieät ñoä 20 oC pH 6,5 rbCOD** 366 mg/L (*) Caùc giaù trò naøy töông öùng sau khi qua caùc coâng trình xöû lyù tröôùc (**) Giaù trò laáy theo tæ leä Giaû thuyeát, ñieàu kieän vaø caùc thoâng soá thieát keá Thôøi gian phaûn öùng: Xaùc ñònh töø thöïc nghieäm moâ hình ta coù sô ñoà laøm vieäc cuûa heä thoáng nhö sau: Hình 43: Thôøi gian laøm vieäc Thoâng soá Baûng 53: Caùc thoâng soá coù ñöôïc töø moâ hình nghieân cöùu Thaønh phaàn Giaù trò Ñôn vò Thaønh phaàn Giaù trò Ñôn vò XR /XS 0,6 / kd 0,0165 g VSS/g VSS*d VF /V 1/3 / Y 0,161 mg VSS/mg bsCOD Baûng 54: Caùc thoâng soá löïa choïn khaùc Thaønh phaàn Giaù trò Ñôn vò Thaønh phaàn Giaù trò Ñôn vò fd 0,15 g/g VSS/TSS 0,86 / MLSS (X) 3500 mg/l X0 0 mg/L r 1,02 kg/L MLVSS 2800 mg/L NH4+-N 60% TKN mg/L bCOD/BOD 1,4 / sCOD 350 (mg/l) kdN20 0,06 g/g*d sBOD 228 (mg/l) YN 0,12 g VSS/g NOx (Nguoàn [9]) Soá ñôn nguyeân: Thieát keá 2 beå ñeå phaân boá ñeàu thôøi gian vaøo nöôùc hôn. Vôùi thôøi gian laøm vieäc trong ngaøy cuûa moãi beå ñaõ xaùc ñònh taïi beå ñieàu hoaø. Thaønh phaàn caùc thoáng soá ñaëc tröng doøng thaûi Löôïng COD phaân huyû sinh hoïc Löôïng COD daïng lô löûng phaân huyû sinh hoïc Noàng ñoä chaát lô löûng bay hôi khoâng phaân huyû sinh hoïc Chaát caën raén lô löûng Theå tích beå Theo döõ lieäu treân ñaây ta coù 2 beå, moãi beå ñaûm nhaän nöõa phaàn cuûa toång theå tích löôïng nöôùc trong moät ngaøy (2 chu kì). Vaäy theå tích laøm ñaày trong moät chu kì (löôïng nöôùc vaøo moãi beå) Phöông trình caàn baèng khoái löôïng döïa vaøo chaát raén chöùa trong beå Khoái löôïng chaát raén khi ñaày beå = khoái löôïng chaát raén laéng Hay Theâm 20% theå tích treân lôùp buøn ñeå ñaûm baûo löôïng chaát raén khoâng thoaùt ra ngoaøi, vaäy Maø V = Vf + Vs, neân: Tæ leä gaàn gioáng vôùi thí nghieäm ban ñaàu, neân choïn tæ leä thí nghieäm ñeå thieát keá cho beå VF /V = 0,3 Vaäy theå tích beå: Choïn chieàu cao beå H = 5 m, vaäy ñoä saâu ruùt nöôùc (caùch maët nöôùc) laø: Hd = 0,3*H = 0,3*5 = 1,5 m Xaùc ñònh thôøi gian löu buøn (SRT) Maø: (Töông öùng: Sinh khoái vi sinh dò döôõng + löôïng nbVSS trong doøng thaûi + sinh khoái vi sinh Nitrate hoaù + löôïng caën teá baøo + löôïng caën raén lô löûng) Trong ñoù Xem S0 – S = S0 (S0 = bCOD = 2079 mg/L; S = bCODsau xöû lyù » 0 mg/L) Q = 101 m3/beå*d NOx: noàng ñoä Ammonia trong doøng thaûi bò Nitrate hoaù; NOx = 80%*TKN = 0,8*200 = 160 mg/L Töø soá lieäu treân tính ra ñöôïc SRT = 24,67 d. (Math Toon vaø Excel, Microsoft) Löôïng buøn sinh hoïc (khoâng tính ñeán chaát raén) sinh ra moãi ngaøy Tæ soá F/M: (Giaù trò beå SBR thoâng thöôøng 0,04 - 0,1 kg BOD/kg MLVSS*d) Taûi löôïng theå tích BOD: (giaù trò beå SBR thoâng thöôøng 0,1 - 0,3 kg BOD/m3*d) *Nhaän xeùt: Taûi löôïng vaø tæ soá F/M ñeàu lôùn hôn giaù trò thoâng thöôøng moät ít Caáu truùc, vaät lieäu beå vaø heä thoáng buøn tuaàn hoaøn Vaät lieäu xaây döïng laø beâ toâng coát theùp, ñaët aâm döôùi maët ñaát ñoä saâu 1 m. Choïn tæ leä L:W = 2:1, vaäy dieän tích cuûa moãi beå laø 11,7*5.8 (m2) Taêng theâm chieàu cao an toaøn cho beå Hbv = 0,5 m. Vaäy kích thöôùc beå laø 11,7*5,8*5,5 (m2) Khuaáy troän nhôø heä thoáng tuaàn hoaøn buøn Choïn ñöôøng kính oáng daãn buøn tuaàn hoaøn: OÁng chính Dm = 300 mm, oáng phuï Dh = 200 mm; boá trí loã: 20 loã naèm so le 2 beân oáng nhaùnh, ñöôøng kính loã phaân taùn buøn Dps = 20 mm Heä thoáng caáp khí Löôïng oxy yeâu caàu cho moãi beå Vôùi thôøi gian caáp khí moãi ngaøy laø 7h, vaäy löôïng khí trung bình caàn caáp: Choïn thieát bò caáp khí kieåu phun tia – Jet; döïa vaøo Catalogue (söu taàm) choïn ñöôïc thieát bò maõ hieäu Flymator 323 (Thuïy Ñieån). Coâng suaát 30 kW, khaû naêng caáp khí 24-48 kg O2/h, aùp löïc 2-6 m. Hình 44: Caáp khí daïng Jet Ruùt nöôùc Ruùt nöôùc baèng oáng daãn xaõ qua ao sinh hoïc, ñaùy oáng caùch thaønh beå Hd’ = Hd + Hbv = 2 m. Löu löôïng xaõ nöôùc Qw = 50,5 m3/h (2 giôø xaõ nöôùc), choïn vaän toác ruùt nöôùc 0,1 m/s. Vaäy ñöôøng kính oáng: Choïn D = 430 mm Xaõ buøn Löôïng buøn taêng leân moãi ngaøy (goàm caën lô löûng vaø buøn; tính caû 2 beå) Soá laàn xaõ buøn 1 laàn/ngaøy, thôøi gian xaõ 0,5 h. Toùm löôït keát quaû, moâ phoûng Baûng 55: Toùm taét caùc thoâng soá thieát keá STT Teân thoâng soá Kyù hieäu Soá lieäu Ñôn vò 1 Soá beå Soá 2 beå 2 Theå tích cuûa beå V 337 m3 3 Chieàu daøi cuûa beå L 11,7 m 4 Chieàu roäng cuûa beå W 5,8 m 5 Chieàu saâu cuûa beå H 5,5 m 6 Chieàu cao möïc nöôùc Hw 5 m 7 Ñoä saâu oáng ruùt nöôùc Hd’ 2 m 8 Ñöôøng kính oáng ruùt nöôùc Dd 430 mm 9 Thôøi gian löu buøn SRT 24,67 d 10 VF /V Tyû leä 0,3 laàn 11 Hoãn dòch raén loûng MLSS 3500 mg/L 12 Hoãn dòch raén loûng bay hôi MLVSS 2800 mg/L 13 Tyû leä F/M F/M 0,16 kg BOD/kg MLVSS*d 14 Taûi löôïng theå tích Lorg 0,45 kg BOD/m3*d 15 Löôïng khí trung bình caáp Rao 34,7 Kg/h 16 Löôïng buøn sinh ra PX,TSS 28,55 Kg/d Baûng 56: Hieäu quaû xöû lyù SS vaø COD SS COD TKN Hieäu quaû Coøn laïi Hieäu quaû Coøn laïi Hieäu quaû Coøn laïi 83% 53,72 mg/L 93,75 % 143 mg/L 81 % 38 mg/L Ao Nuoâi Luïc Bình Kích thöôùc moãi ao -Döïa vaøo hình 36, thieát keá caùc ao ñeå nöôùc thaûi khi xaõ ra ngoaøi coù noàng ñoä COD < 50 mg/L, toång thôøi gian löu nöôùc tìm ñöôïc t = 4 h (hieäu suaát xöû lyù 68 %), thöïc teá ta taêng gaáp ñoái thôøi gian löu leân ñeå baûo ñaûm keát quaû. Ñoä saâu möïc nöôùc ao H = 1 m. Vaäy dieän tích caùc ao laø: -Choïn tæ leä L:W = 3:1, theâm chieàu cao baûo veä cho ao 0,5 m. Vaäy kích thöôùc ao laø 14,3*4,7*1,5 (ñôn vò m) Caáu truùc, vaät lieäu vaø trang thieát bò Ao naèm aâm döôùi ñaát (beà maët ao ngang maët ñaát ) Saân Phôi Buøn Tính toaùn Kích thöôùc saân Taûi troïng buøn: Bao goàm löôïng buøn xaõ töø beå SBR (GSBR) vaø löôïng buøn töø ao sinh hoïc (GP), trong ñoù chuû yeáu laø GSBR = 28,55 kg/d. Choïn löôïng buøn thieát keá gaáp ñoâi GSBR, vaäy löôïng buøn caàn tính seõ laø: Löu löôïng buøn ñöa vaøo beå neùn buøn (giaû söû tính chaát buøn ôû caùc beå nhö nhau) Dieän tích saân phôi buøn: Thôøi gian laøm vieäc laø 320 ngaøy moãi naêm Trong ñoù: q0: taûi troïng beà maët saân phôi buøn trong thôøi gian 1 naêm, m3/m2 *y. Ñoái vôùi neàn nhaân taïo coù heä thoáng thoaùt nöôùc q0 = 5 m3/m2*y. n: heä soá phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän khí haäu, choïn n = 3 (n =3-4,2[2]) Theå tích phaàn buøn sau khi phôi 1 thaùng coøn laïi Trong ñoù: tw: thôøi gian phôi buøn, choïn tw = 30 d. P1: ñoä aåm cuûa buøn tröôùc khi neùn, choïn P1= 99 %. P2: ñoä aåm cuûa buøn sau khi neùn, choïn P2= 5 %. Caáu truùc, vaät lieäu vaø trang thieát bò Xaây döïng 2 saân phôi ñeå laøm vieäc luaân phieân nhau Vaät lieäu laø beâ toâng coát theùp, ñaàu saân coù ñeå 1 taám vaùn (maët vaùng ngang lôùp caùt) khi buøn ñöa vaøo saân phôùi doøng chaûy höôùng vaøo taám vaùn naøy. Choïn ñöôøng kính oáng daãn buøn D = 50 mm (vaän toác daãn buøn 0,007 m/s). Ñaùy coù ñoä ñoác ib = 2%, höôùng veà cuoái goùc phaûi saân coù ñaët oáng daãn nöôùc taùch buøn Ddw = 25 mm veà laïi beå ñieàu hoaø ñeå xöû lyù Cho 2 lôùp vaät lieäu loïc (soûi, caùt) ôû döôùi ñaùy. Soûi ôû döôùi ñaùy (côõ haït ds = 50 mm, ñoä saâu Hs = 0,2 m), phía treân laø lôùp caùt (Hc = 0,3 m) -Choïn ñoä saâu phaàn chöùa buøn Hs = 1 m vaø chieàu cao baûo veä Hb = 0,3 m, tæ leä L:W = 3:1. Vaäy kích thöôùc saân phôi laø 8,6*2,9*1,8 ñôn vò m. Toùm löôït keát quaû, moâ phoûng Baûng 57: Toùm taét caùc thoâng soá thieát keá STT Teân thoâng soá Kyù hieäu Soá lieäu Ñôn vò 1 Ñöôøng kính oáng daãn buøn D 50 mm 2 Theå tích saân V 44,9 m3 3 Chieàu daøi saân L 8,6 m 4 Chieàu roäng saân W 2,9 m 5 Chieàu saâu saân H 1,8 m 6 Chieàu saâu lôùp saïn Hs 0,2 m 7 Chieàu saâu lôùp caùt Hc 0,3 m 8 Ñoä doác ñaùy i 2 % 9 Ñöôøng kính oáng daãn nöôùc taùch buøn Ddw 25 mm KEÁT LUAÄN VAØ KIEÁN NGHÒ KEÁT LUAÄN Nöôùc thaûi thuyû saûn coù noàng ñoä oâ nhieãm raát cao, baét buoäc phaûi xöû lyù tröôùc khi thaûi xaõ ra ngoaøi moâi tröôøng xung quanh Ñaëc tröng nöôùc thaûi raát thích hôïp ñeå xöû lyù baèng bieän phaùp sinh hoïc (ít toán keùm vaø hieäu quaû cao) Ngoaøi oâ nhieãm höõu cô (BOD, COD), caàn chuù yù ñeán thaønh phaàn dinh döôõng (Nitrogen, Phosphore) trong nöôùc thaûi vì taùc ñoäng cuûa noù raát lôùn ñoái vôùi moâi tröôøng noùi chung (oâ nhieãm nöôùc, phuù döôõng hoaù...) vaø söùc khoeû con ngöôøi noùi rieâng. Coâng ngheä SBR coù raát nhieàu öu ñieåm (ñôn giaûn, linh hoaït, phuø hôïp...) ñoái vôùi vôùi vieäc xöû lyù nöôùc thaûi thuyû saûn. Keát hôïp xöû lyù chaát höõu cô vaø dinh döôõng trong nöôùc thaûi ñaït hieäu quaû cao vaø oån ñònh. Caùc ao sinh hoïc nuoâi luïc bình xöû lyù raát toát nöôùc thaûi thuyû saûn, tuy nhieân caàn xaây döïng beå laéng xöû lyù sô caáp tröôùc khi xöû lyù baèng ao sinh hoïc ñeå taêng vaø baûo ñaûm hieäu quaû xöû lyù toát. KIEÁN NGHÒ Neáu nhaø maùy giöõ coâng suaát hoaït ñoäng nhö baây giôø thì phöông aùn 1 ñöa ra raát phuø hôïp. Nhöng neáu gia taêng coâng suaát trong thôøi gian saép tôùi thì caàn phaûi söû duïng theo phöông aùn 2 Caàn söûa chöõa, laép ñaït laïi qui trình xöû lyù ñang aùp duïng taïi coâng ty. ._.