Trình bày phương pháp xử lý nước thải trong công nghiệp chế biến hải sản - Nêu các thông số của nước thải tái sử dụng theo bộ y tế

Võ Lương Nhân Lớp: ĐHLT Môi Trường Đề: Trình bày phương pháp xử lý nước thải trong công nghiệp chế biến hải sản. Nêu các thông số của nước thải tái sử dụng theo bộ y tế. ê Phương pháp xử lý nước thải. 1. Phương pháp cơ học Phương pháp này được dùng để loại bỏ các vật rắn kích thước lớn bao gồm những chất lơ lửng và các chất lắng đọng có bản chất vô cơ hoặc hữu cơ. Để tách các hạt lơ lửng ra khỏi nước thải, thường người ta sử dụng các quá trình thủy cơ (gián đoạn hay liên tục); lọc qua song chắn hoặc lưới, lắng dưới tác dụng của lực trọng trường hoặc lực ly tâm hay lọc. + Lọc qua song chắn hoặc lưới chắn: Đây là bước xử lý sơ bộ nhằm khử tất cả các tạp chất có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm tắc bơm, đường ống hay kênh dẫn. +Lắng: Quá trình này được dùng để loại bỏ các tạp chất ở dạng huyền phù thô ra khỏi nước. Sự lắng của các hạt xảy ra dưới tác dụng của trọng lực. Để tiến hành quá trình này người ta thường dùng các loại bể lắng khác nhau như: bể lắng cát (cấp I)-có nhiệm vụ tách các chất rắn hữu cơ và các chất rắn khắc và bể lắng trong (cấp II)- có nhiệm vụ tách bùn sinh học ra khỏi nước thải. 2. Phương pháp hóa lý + Đông tụ và keo tụ: Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù hợp nhưng không thể tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn có kích thước quá nhỏ. Để tách các hạt rắn đó một cách có hiệu quả bằng phương pháp lắng cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hỗ của các hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt nhằm tăng tốc độ lắng của chúng. Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lượng đòi hỏi trước hết cần trung hòa điện tích của chúng, sau đó liên kết chúng với nhau. Quá trình trung hòa điện tích được gọi là quá trình đông tụ, khác với quá trình keo tụ là quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ. Các chất keo tụ thường dùng là Al(SO), FeCl, +Tuyển nổi: Phương pháp tuyển nổi được sử dụng để tách các tạp chất phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng . Trong một số trường hợp, quá trình này dùng để tách các chất hòa tan như các chất hoạt động bề mặt. Về nguyên tắc, tuyển nổi được sử dụng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học. Quá trình tuyển nổi đươc thực hiện bằng cách sục các bọt khí vào pha lỏng. Các bọt khí đó dính bán với các hạt và khi lực nổi của tập hợp bóng khí và hạt đủ lớn sẻ kéo hạt nổi lên bề mặt sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao 3. Phương pháp hoá học Các phương pháp hóa học dùng trong xử lý nước thải gồm có: trung hòa, ôxy hóa khử. Phương pháp này dùng để khử các chất hòa tan trong hệ thống cấp nước khép kín. Đôi khi ,chúng còn dùng để xử lý sơ bộ trước khi xử lý sinh học hay sau công đoạn này, như một phương pháp xử lý nước thải lần cuối trước khi thải vào môi trường. +Phương pháp trung hoà: Nước thải chứa axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hoà để đưa pH về khoảng 6,5-8,5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc cho công nghệ xử lý tiếp theo. Phương pháp trung hoà có thể thực hiện bằng nhiều cách phụ thuộc vào thể tích, nồng độ nước thải, chế độ nước thải, khả năng sẵn có và giá thành của tác nhân hoá học. Trong quá trình trung hoà một lượng bùn cặn được tạo thành. Lượng bùn này phụ thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại và lượng các tác nhân sử dụng cho quá trình. + Phương pháp ôxy-hoá khử: Phương pháp này sử dụng các chất ôxy hoá như Cl ở dạng khí và dạng hoá lỏng để ôxy hoá các chất độc hại trong nước thải thành các chất ít độc hơn và tách ra khỏi môi trường nước. Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn tác nhân hoá học nên chỉ dùng trong những trường hợp không thể dùng các phương pháp khác. 4. Phương pháp xử lý sinh học Phương pháp xử lý sinh học được sử dụng để làm sạch nước thải sinh hoạt cũng như nước thải sản xuất khỏi nhiều chất hữu cơ và một số chất vô cơ như H2S, các sunfít, amoniac, nitơ... Phương pháp này dựa trên cơ sở sử dụng hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải. Đầu tiên các vi sinh vật có khả năng phân huỷ sẽ bẻ gãy các đại phân tử hữu cơ như protêin, xenluloza, tinh bột, chất béo, tạo thành các chất đơn giản hơn. Các chất này tiếp tục được các vi sinh vật khác phân giải tạo thành các hợp chất vô cơ tan trong nước.Sau đó nhóm vi sinh vật chuyên hoá đặc trưng sẽ loại bỏ các hợp chất như lưu huỳnh,nitơ vô cơ liên kết. Người ta có thể phân loại các phương pháp sinh học dựa trên các cơ sở khác nhau. Song nhìn chung có thể chia chúng thành 2 loại chính sau: Phương pháp xử lý hiếu khí và kị khí 4.1. Xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên. Để tách các chất bẩn hữu cơ dạng keo và hoà tan trong điều kiện tự nhiên người ta xử lí nước thải trong ao, hồ ( hồ sinh vật) hay trên đất ( cánh đồng tưới, cánh đồng lọc). 4.1.1. Hồ sinh vật Hồ sinh vật là các ao hồ có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, còn gọi là hồ oxy hoá, hồ ổn định nước thải, xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học. Trong hồ sinh vật diễn ra quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ nhờ các loài vi khuẩn, tảo và các loại thủy sinh vật khác, tương tự như quá trình làm sạch nguồn nước mặt. Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình quang hợp cũng như oxy từ không khí để oxy hoá các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2, photphat và nitrat amon sinh ra từ sự phân huỷ, oxy hoá các chất hữu cơ bởi vi sinh vật. Để hồ hoạt động bình thường cần phải giữ giá trị pH và nhiệt độ tối ưu. Nhiệt độ không được thấp hơn 60C. Theo bản chất quá trình sinh hoá, người ta chia hồ sinh vật ra các loại hồ hiếu khí, hồ sinh vật tuỳ tiện (Faculative) và hồ sinh vật yếm khí. 4.1.2. Hồ sinh vật hiếu khí Quá trình xử lí nước thải xảy ra trong điều kiện đầy đủ oxy, oxy được cung cấp qua mặt thoáng và nhờ quang hợp của tảo hoặc hồ được làm thoáng cưỡng bức nhờ các hệ thống thiết bị cấp khí. Độ sâu của hồ sinh vật hiếu khí không lớn từ 0,5-1,5m. 4.1.3. Hồ sinh vật tuỳ tiện Có độ sâu từ 1.5 – 2.5m, trong hồ sinh vật tùy tiện, theo chiều sâu lớp nước có thể diễn ra hai quá trình: oxy hoá hiếu khí và lên men yếm khí các chất bẩn hữu cơ. Trong hồ sinh vật tùy tiện vi khuẩn và tảo có quan hệ tương hổ đóng vai trò cơ bản đối với sự chuyển hóa các chất. 4.1.4. Hồ sinh vật yếm khí Có độ sâu trên 3m, với sự tham gia của hàng trăm chủng loại vi khuẩn kỵ khí bắt buộc và kỵ khí không bắt buộc. Các vi sinh vật này tiến hành hàng chục phản ứng hoá sinh học để phân huỷ và biến đổi các hợp chất hữu cơ phức tạp thành những chất đơn giản, dễ xử lý. Hiệu suất giảm BOD trong hồ có thể lên đến 70%. Tuy nhiên nước thải sau khi ra khỏi hồ vẫn có BOD cao nên loại hồ này chỉ chủ yếu áp dụng cho xử lý nước thải công nghiệp rất đậm đặc và dùng làm hồ bậc 1 trong tổ hợp nhiều bậc 4.1.5. Cánh đồng lọc Cánh đồng tưới là những khoảng đất canh tác, có thể tiếp nhận và xử lý nước thải. Xử lý trong điều kiện này diễn ra dưới tác dụng của vi sinh vật, ánh sáng mặt trời, không khí và dưới ảnh hưởng của các hoạt động sống thực vật, chất thải bị hấp thụ và giữ lại trong đất, sau đó các loại vi khuẩn có sẵn trong đất sẽ phân huỷ chúng thành các chất đơn giản để cây trồng hấp thụ. Nước thải sau khi ngấm vào đất, một phần được cây trồng sử dụng. Phần còn lại chảy vào hệ thống tiêu nước ra sông hoặc bổ sung cho nước nguồn. 4.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo 4.2.1. Bể lọc sinh học Bể lọc sinh học là công trình nhân tạo, trong đó nước thải được lọc qua vật liệu rắn có bao bọc một lớp màng vi sinh vật. Bể lọc sinh học gồm các phần chính như sau: phần chứa vật liệu lọc, hệ thống phân phối nước đảm bảo tưới đều lên toàn bộ bề mặt bể, hệ thống thu và dẫn nước sau khi lọc, hệ thống phân phối khí cho bể lọc. Quá trình oxy hóa chất thải trong bể lọc sinh học diễn ra giống như trên cánh đồng lọc nhưng với cường độ lớn hơn nhiều. Màng vi sinh vật đã sử dụng và xác vi sinh vật chết theo nước trôi khỏi bể được tách khỏi nước thải ở bể lắng đợt 2. Để đảm bảo quá trình oxy hoá sinh hóa diễn ra ổn định, oxy được cấp cho bể lọc bằng các biện pháp thông gió tự nhiên hoặc thông gió nhân tạo. Vật liệu lọc của bể lọc sinh học có thể là nhựa Plastic, xỉ vòng gốm, đá Granit 4.2.2. Bể lọc sinh học nhỏ giọt Bể có dạng hình vuông, hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng, bể lọc sinh học nhỏ giọt làm việc theo nguyên tắc sau : Nước thải sau bể lắng đợt 1 được đưa về thiết bị phân phối, theo chu kỳ tưới đều nước trên toàn bộ bề mặt bể lọc. Nước thải sau khi lọc chảy vào hệ thống thu nước và được dẫn ra khỏi bể. Oxy cấp cho bể chủ yếu qua hệ thống lỗ xung quanh thành bể. Vật liệu lọc của bể sinh học nhỏ giọt thường là các hạt cuội, đá đường kính trung bình 20 – 30 mm. Tải trọng nước thải của bể thấp (0,5 – 1,5 m3/m3 vật liệu lọc /ngàyđêm). Chiều cao lớp vật liệu lọc là 1.5 – 2m. Hiệu quả xử lý nước thải theo tiêu chuẩn BOD đạt 90%. Dùng cho các trạm xử lý nước thải có công suất dưới 1000 m3/ngàyđêm. 4.2.3. Bể lọc sinh học cao tải Bể lọc sinh học cao tải có cấu tạo và quản lý khác với bể lọc sinh học nhỏ giọt, nước thải tưới lên mặt bể nhờ hệ thống phân phối phản lực. Bể có tải trọng 10 – 20 m3 nước thải/1m2 bề mặt bể /ngàyđêm. Nếu trường hợp BOD của nước thải quá lớn người ta tiến hành pha loãng chúng bằng nước thải đã làm sạch. Bể được thiết kế cho các trạm xử lý dưới 5000 m3/ngàyđêm 4.2.4. Bể hiếu khí bùn hoạt tính – Bể Aerotank Là bể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, khí được cấp liên tục vào bể để trộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cấp đủ oxy cho vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải. Khi ở trong bể, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để cho các vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Vi khuẩn và các vi sinh vật sống dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P) làm thức ăn để chuyển hoá chúng thành các chất trơ không hòa tan và thành các tế bào mới. Số lượng bùn hoạt tính sinh ra trong thời gian lưu lại trong bể Aerotank của lượng nước thải ban đầu đi vào trong bể không đủ làm giảm nhanh các chất hữu cơ do đó phải sử dụng lại một phần bùn hoạt tính đã lắng xuống đáy ở bể lắng đợt 2, bằng cách tuần hoàn bùn về bể Aerotank để đảm bảo nồng độ vi sinh vật trong bể. Phần bùn hoạt tính dư được đưa về bể nén bùn hoặc các công trình xử lý bùn cặn khác để xử lý. Bể Aerotank hoạt động phải có hệ thống cung cấp khí đầy đủ và liên tục. 4.2.4. Quá trình xử lý sinh học kỵ khí Quá trình phân hủy kỵ khí là quá trình phân hủy sinh học các chất hữu cơ có trong nước thải trong điều kiện không có oxy để tạo ra sản phẩm cuối cùng là khí CH4 và CO2 (trường hợp nước thải không chứa NO3- và SO42-). Cơ chế của quá trình này đến nay vẫn chưa được biết đến một cách đầy đủ và chính xác nhưng cách chung, quá trình phân hủy có thể được chia ra các giai đoạn như sau: VẬT CHẤT HƯU CƠ PROTEINS HYDROCARBON LIPIDS ACID AMIN / ĐƯỜNG ACID BÉO ACETATE / H2 CH4 / CO2 Thủy phân Acid hóa Acetic hóa Methane hóa Vi khuẩn lipolytic, proteolytic và cellulytic Vi khuẩn lên men Vi khuẩn tạo khí H2 Vi khuẩn methane hóa GIAI ĐOẠN VẬT CHẤT LOẠI VI KHUẨN Sơ đồ chuyển hóa vật chất trong điều kiện kỵ khí Ở 3 giai đoạn đầu, COD của dung dịch hầu như không thay đổi, nó chỉ giảm trong giai đoạn methane hóa. Sinh khối mới được tạo thành liên tục trong tất cả các giai đoạn. Trong một hệ thống vận hành tốt, các giai đoạn này diễn ra đồng thời và không có sự tích lũy quá mức các sản phẩm trung gian. Nếu có một sự thay đổi bất ngờ nào đó xảy ra, các giai đoạn có thể mất cân bằng. Pha methane hóa rất nhạy cảm với sự thay đổi của pH hay nồng độ acid béo cao. Do đó, khi vận hành hệ thống, cần chú ý phòng ngừa những thay đổi bất ngờ, cả pH lẫn sự quá tải. Kết luận: Trong nhiều giải pháp xử lý nước thải được đưa ra cho đến nay, phương pháp công nghệ sinh học được đánh giá cao nhất với chi phí rẻ và hiệu quả. Phân cấp, phân quyền trong quản lý là vấn đề then chốt, song cần có sự phối hợp chặt chẽ hơn nữa giữa Nhà nước, các nhà khoa học và các doanh nghiệp để giải quyết những tồn tại và định hướng cho tương lai trong công tác quản lý và bảo vệ môi trường sản xuất thuỷ sản, hướng tới sự phát triển bền vững. ê Các thông số số của nước thải theo bộ y tế TT Thông số Đơn vị Giá trị C A B 1. pH - 6 - 9 5,5 - 9 2. BOD5 ở 20 °C mg/l 30 50 3. COD mg/l 75 150 4. Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 50 100 5. + Amoni (NH4 tính theo N) mg/l 10 20 6. Tổng nitơ (tính theo N) mg/l 30 60 7. Tổng phốt pho (tính theo P) mg/l 10 20 8. Tổng dầu, mỡ động thực vật mg/l 10 20 9. Clo dư mg/l 1 2 10. Tổng Coliforms MPN hoặc CFU/ 100 ml 3.000 5.000