Hệ thống xử lý nước thải môi trường chế biến thủy sản

I.Tổng quan về nước thải thủy sản

Việt Nam hiện nay đang dẫn đầu về nghành xuất khẩu thủy hải sản. Tuy nhiên, với việc phát triển ngày càng cao thì việc ô nhiễm do chính vấn đề chế biển thủy hải sản để lại cũng không ít và hiện nay nguồn ô nhiễm do việc chế biến thủy hải sản cũng là một vấn đề lớn đáng được quan tâm.

Quy trình xử lý nước thải thủy sản – hệ thổng xử lý nước thải môi trường thủy sản

Nguồn ô nhiễm nước thải bao gồm:- Ô nhiễm không khí: mùi hôi phát sinh từ việc lưu trữ các phế thải trong quá trình sản xuất, khí thải từ các máy phát điện dự phòng. Trong các nguồn ô nhiễm không khí, mùi là vấn đề chính đối với các nhà máy chế biến thủy sản.- Chất thải rắn phát sinh chủ yếu từ quá trình chế biến bao gồm các loại đầu vỏ tôm, vỏ nghêu, da/mai mực, nội tạng mực và cá,….- Nước thải sản xuất trong chế biến thủy sản chiếm 85-90% tổng lượng nước thải, chủ yếu từ các công đoạn: rửa trong xử lý nguyên liệu, chế biến, hoàn tất sản phẩm, vệ sinh nhà xưởng và dụng cụ, thiết bị, và nước thải sinh hoạt.Từ những nguồn ô nhiễm trên nếu nước thải được xả trực tiếp ra môi trường thì hậu quả mà con người phải hứng chịu vô cùng to lớn, nguồn nước bị ô nhiễm ảnh hướng xấu tới cảnh quan và chất lượng nguồn nước sử dụng. Làm suy thoái môi trường trong tương lại một cách nặng nề.

Thuyết minh sơ đồ – hệ thống xử lý nước thải môi trường xử lý nước thải thủy sản:

Nước thải từ các hệ thống, các công đoạn sản xuất sẽ được thu gom vào hố thu qua song chắn rác để loại bỏ toàn bộ rác thải có kích thước lớn. Tiếp đến nước thải được bơm qua bể điều hòa.

Tại bể điều hòa, lưu lượng và nồng độ nước thải ra sẽ được điều hòa ổn định. Trong bể, hệ thống máy khuấy sẽ trộn đều nhằm ổn định nồng độ các hợp chất trong nước thải, giá trị pH sẽ được điều chỉnh đến thông số tối ưu để quá trình xử lý sinh học hoạt động tốt.Nước thải được bơm từ bể điều hòa vào bể UASB. Tại bể UASB, các vi sinh vật ở dạng kỵ khí sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải (hiệu suất xử lý của bể UASB tính theo COD, BOD đạt 60 – 80%) thành các chất vô cơ ở dạng đơn giản và khí Biogas (CO2, CH4, H2S, NH3,…), theo phản ứng sau:

Chất hữu cơ + Vi sinh vật kỵ khí -> CO2 + CH4 + H2S + Sinh khối mới + …Sau bể UASB nước thải được dẫn qua cụm bể anoxic và bể aerotank. Bể anoxic kết hợp aerotank được lựa chọn để xử lý tổng hợp: khử BOD, nitrat hóa, khử NH4+ và khử NO3- thành N2, khử Phospho. Với việc lựa chọn bể bùn hoạt tính xử lý kết hợp đan xen giữa quá trình xử lý thiếu khí, hiếu khí sẽ tận dụng được lượng cacbon khi khử BOD, do đó không phải cấp thêm lượng cacbon từ ngoài vào khi cần khử NO3-, tiết kiệm được 50% lượng oxy khi nitrat hóa khử NH4+ do tận dụng được lượng oxy từ quá trình khử NO3-.Nồng độ bùn hoạt tính càng cao, tải trọng hữu cơ áp dụng của bể càng lớn. Oxy (không khí) được cấp vào bể aerotank bằng các máy thổi khí (airblower) và hệ thống phân phối khí có hiệu quả cao với kích thước bọt khí nhỏ hơn 10 µm. Lượng khí cung cấp vào bể với mục đích: (1) cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí chuyển hóa chất hữu cơ hòa tan thành nước và carbonic, nitơ hữu cơ và ammonia thành nitrat NO3-, (2) xáo trộn đều nước thải và bùn hoạt tính tạo điều kiện để vi sinh vật tiếp xúc tốt với các cơ chất cần xử lý, (3) giải phóng các khí ức chế quá trình sống của vi sinh vật,Các khí này sinh ra trong quá trình vi sinh vật phân giải các chất ô nhiễm, (4) tác động tích cực đến quá trình sinh sản của vi sinh vật.. Các quá trình sinh hóa trong bể hiếu khí được thể hiện trong các phương trình sau:Oxy hóa và tổng hợpCOHNS (chất hữu cơ) + O2 + Chất dinh dưỡng + vi khuẩn hiếu khí -> CO2 + H2O + NH3 + C5H7O2N (tế bào vi khuẩn mới) + sản phẩm khácHô hấp nội bàoC5H7O2N (tế bào) + 5O2 + vi khuẩn -> 5CO2 + 2H2O + NH3 + E113 1601 1, 42Bên cạnh quá trình chuyển hóa các chất hữu cơ thành carbonic CO2 và nước H2O, vi khuẩn hiếu khí Nitrisomonas và Nitrobacter còn oxy hóa ammonia NH3 thành nitrite NO2- và cuối cùng là nitrate NO3-.Vi khuẩn Nitrisomonas:2NH4+ + 3O2 -> 2NO2- + 4H+ + 2H2OVi khuẩn Nitrobacter:2NO2- + O2-> 2 NO3-Tổng hợp 2 phương trình trên:NH4+ + 2O2-> NO3- + 2H+ + H2OLượng oxy O2 cần thiết để oxy hóa hoàn toàn ammonia NH4+ là 4,57g O2/g N với 3,43g O2/g được dùng cho quá trình nitrite và 1,14g O2/g NO2 bị oxy hóa.Trên cơ sở đó, ta có phương trình tổng hợp sau:NH4+ + 1,731O2 + 1,962HCO3- -> 0,038C5H7O2N + 0,962NO3- + 1,077H2O + 1,769H+C10H19O3N + 10NO3- -> 5N2 + 10CO2 + 3H2O + NH3 + 100H+Nước sau cụm bể anoxic – aerotank tự chảy vào bể lắng. Bùn được giữ lại ở đáy bể lắng. Một phần được tuần hoàn lại bể anoxic, một phần được đưa đến bể chứa bùn. Tiếp theo, nước trong chảy qua bể trung gian để chuẩn bị quá trình lọc áp lực.Bể lọc áp lực gồm các lớp vật liệu: sỏi đỡ, cát thạch anh và than hoạt tính để loại bỏ các hợp chất hữu cơ hòa tan, các nguyên tố dạng vết, những chất khó hoặc không phân giải sinh học và halogen hữu cơ nhằm xử lý các chỉ tiêu đạt yêu cầu quy định.Nước thải thủy hải sản sau khi qua bể lọc áp lực sẽ đi qua bể khử trùng trước khi nước thải được xả thải vào nguồn tiếp nhận.Bùn ở bể chứa bùn được bơm qua máy ép bùn. Bánh bùn được các cơ quan chức năng thu gom và xử lý theo quy định. Tại bể chứa bùn, không khí được cấp vào bể để tránh mùi hôi sinh ra do sự phân hủy sinh học các chất hữu cơ.

2. Công nghệ mới bằng AAO và MBBR khi sử dụng hệ thống xử lý nước thải môi trường thủy sản
Thuyết minh sơ đồ: Nước thải tại các hệ thống các công đoạn sản xuất sẽ được thu gom về bể thu sau đó qua song chắn rác để loại bỏ các rác có kích thước lớn nhằm đảm bảo cho hệ thống hoạt động bình thường. Sau đó, nước thải sẽ được bơm qua bể điều hòa.Tại bể điều hòa, máy khuấy trộn chìm sẽ hòa trộn đồng đều nước thải trên toàn diện tích bể, ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn ở bể sinh ra mùi khó chịu, đồng thời có chức năng điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải đầu vào. Nước thải được bơm từ bể điều hòa vào bể UASB. Tại bể UASB, các vi sinh vật kỵ khí sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải thành các chất vô cơ ở dạng đơn giản và khí Biogas (CO2, CH4, H2S, NH3…), theo phản ứng sau :

Chất hữu cơ + Vi sinh vật kỵ khí → CO2 + CH4 + H2S + Sinh khối mới + … Sau bể UASB nước thải được dẫn qua cụm bể anoxic và MBBR. Bể anoxic kết hợpMBBR là bước tiến lớn của kỹ thuật xử lý nước thải. Giá thể này có dạng cầu với diện tích tiếp xúc đáng nể: 350 m2- 400 m2/1 m3. Nhờ vậy sự trao đổi chất, nitrat hóa diễn ra nhanh nhờ vào mật độ vi sinh lớn tập trung trong giá thể lưu động. Vi sinh được di động khắp nơi trong bể, lúc xuống lúc lên, lúc trái lúc phải trong “ngôi nhà” giá thể lưu động. Lượng khí cấp cho quá trình xử lý hiếu khí đủ để giá thể lưu động vì giá thể nhẹ, xấp xỉ khối lượng riêng của nước. Do tế bào vi sinh đã có “nhà” để ở (bám dính) nên chúng ta không cần bể lắng sinh học mà chỉ lọc thô rồi khử trùng nước. Khi cần tăng công suất lên 10-30% chỉ cần thêm giá thể vào bể là được. Tiếp theo, nước trong chảy qua bể anoxic kết hợp MBBR được bơm lên bể lọc áp lực gồm các lớp vật liệu: sỏi đỡ, cát thạch anh và than hoạt tính để loại bỏ các hợp chất hữu cơ hòa tan, các nguyên tố dạng vết, những chất khó hoặc không phân giải sinh học. Nước thải sau khi qua bể lọc áp lực sẽ đi qua bể nano dạng khô để loại bỏ lượng SS còn lại, đồng thời khử trùng nước thải. Nước sau khi qua bể nano dạng khô đạt yêu cầu xả thải vào nguồn tiếp nhận theo quy định hiện hành của pháp luật. Bùn ở bể chứa bùn được được bơm qua máy ép bùn băng tải để loại bỏ nước, giảm khối tích bùn. Bùn khô được cơ quan chức năng thu gom và xử lý định kỳ. Tại bể chứa bùn, không khí được cấp vào bể để tránh mùi hôi sinh ra do sự phân hủy sinh học các chất hữu cơ.

III. Nguồn tiếp nhận
Nguồn tiếp nhận theo qui chuẩn QCVN 40- 2011/BTNMT cột B
Bảng : Thành phần và nồng độ các chất ố nhiễm giới hạn theo QCVN 40 – 2011/BTNMT, cột B