Đề tài Nghiên cứu xác định các thông số động học trong CNSH bùn hoạt tính xử lý nước thải công ty TNHH thủy sản TRƯỜNG VINH - Tp. Hồ Chí Minh

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU I.1 Đặt vấn đề Môi trường ảnh hưởng rất lớn đến cuộc sống con người và tác động không nhỏ đến môi trường sống xung quanh. Trong lịch sử phát triển loài người, chưa bao giờ Môi Trường và điều kiện sống lại được quan tâm như những năm gần đây. Khi vấn đề Môi Trường đã trở thành sự thách thức đối với quá trình phát triển kinh tế - xã hội nói riêng hay đối với quá trình tiến hoá của nhân loại nói chung thì cũng là lúc người ta khẩn trương tìm kiếm những giải pháp nhằm giải quyết các vấn đề Môi Trường bức bách được đặt ra. Đây là một trong những vấn đề hàng đầu mà hầu hết các nước trên thế giới quan tâm và tập trung giải quyết, nhằm cân bằng hệ sinh thái, bảo vệ Môi Trường sống trong lành cho con người trên toàn thế giới. Do nhu cầu và đòi hỏi của con người ngày càng cao, ngành chế biến thủy sản một lần nữa chuyển sang bước tiến mới. Điều này được thể hiện rất rõ qua việc đầu tư, thành lập các công ty, nhà máy ở Việt Nam, nhất là ở khu vực phía Nam. Một trong những công ty được thành lập là “Công ty TNHH thủy sản TRƯỜNG VINH” ở quận Tân Phú – TP.Hồ Chí Minh. Ngành này đã chiếm được vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, đóng góp đáng kể cho ngân sách nhà nước và là nơi giải quyết công ăn, việc làm cho khá nhiều người dân trong khu vực. Phần lớn các thiết bị của ngành chế biến thủy hải sản chưa được hiện đại hóa hoàn toàn. Hiện nay, trong hầu hết các công ty, nhà máy chế biến thủy sản ở nước ta chưa có hệ thống xử lý nước thải hoặc đã có nhưng hoạt động không hiệu quả nên nước thải đều thải trực tiếp ra sông, hồ… Nước thải của các công ty, nhà máy chế biến thủy hải sản đều bị ô nhiễm rất nặng. Do đó, khi thải trực tiếp vào nguồn nước thì sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân và gây ra một số bệnh nguy hiểm. Một trong những biện pháp tích cực của bảo vệ Môi Trường, chống ô nhiễm nguồn nước là tổ chức lại hệ thống thoát nước và xử lý nước thải trước khi xả vào nguồn thải. Với đề tài “nghiên cứu xác định các thông số động học trong CNSH bùn hoạt tính XLNT công ty TNHH thủy sản TRƯỜNG VINH” hy vọng sẽ góp phần giảm thiểu ô nhiễm Môi Trường. I.2 Mục tiêu của đề tài Nghiên cứu xác định các thông số động học trong CNSH bùn hoạt tính XLNT công ty TNHH thủy sản TRƯỜNG VINH nên mục tiêu đặt ra: Xem xét khảo sát hiện trạng môi trường taiï khu vực nhà máy. Nghiên cứu đặc điểm thành phần tính chất nước thải. Xây dựng thành công mô hình bùn hoạt tính tại công ty từ đó làm điểm ứng dụng, đây là mục tiêu chính của đề tài. I.3 Giới hạn phạm vi nghiên cứu Thời gian thực hiện đề tài từ 01/04/2009 đến 30/06/2009. Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu xác định các thông số động học trong CNSH bùn hoạt tính XLNT công ty TNHH thủy sản TRƯỜNG VINH, nhằm phục vụ tính toán thiết kế công trình xử lý sinh học nước thải cho công ty. Bên cạnh xác định hiệu quả xử lý của phương pháp sinh học bùn hoạt tính đối với nước thải thủy sản TRƯỜNG VINH. I.4 Nội dung đề tài Đề tài tập trung vào các vấn đề sau: Tổng quan về ngành thuỷ sản Tìm hiểu về các phương pháp xử lý nước thải Tìm hiểu về công ty TNHH thủy sản TRƯỜNG VINH Nghiên cứu mô hình bùn hoạt tính phục vụ XLNT Kết luận, kiến nghị I.5 Phương pháp nghiên cứu cụ thể Phương pháp kế thừa biên hội các tài liệu Việc thực hiện đề tài bao gồm nhiều yếu tố khác nhau do đó việc thu thập các tài liệu liên quan đến đề tài là vấn đề rất cần thiết. Tham khảo các đề tài liên quan đến ngành chế biến thuỷ sản. Nghiên cứu, thu thập các tài liệu liên quan đến đề tài. Tài liệu về hiện trạng môi trường công ty. Xử lý tổng hợp các tài liệu thu thập theo mục tiêu đề ra. Thu thập và phân tích dữ liệu của các nghiên cứu và đề tài trước đây. Phương pháp quan sát mô tả Khảo sát địa hình, thực tế công ty. Đây là phương pháp truyền thống và có tầm quan trọng đối với việc nghiên cứu mô hình bùn hoạt tính xác định các thông số động học phục vụ XLNT. Phương pháp trao đổi ý kiến chuyên gia Trong quá trình thực hiện đề tài được sự hướng dẫn của các chuyên gia nghiên cứu về lĩnh vực này, các cán bộ trực tiếp làm việc thực tế. Phương pháp phân tích chỉ tiêu nước thải Nghiên cứu, tham gia tiến hành lấy mẫu để phân tích các chỉ tiêu nước thải của công ty. CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TRÁCH NHIỆM HỮU HẠN THỦY SẢN TRƯỜNG VINH II.1 Tổng quan chế biến thủy sản: II.1.1 Tổng quan: Chế biến thủy hải sản được xem là một trong những ngành công nghiệp mũi nhọn ở Việt Nam. Theo số liệu thống kê của bộ thủy sản, chúng ta có hơn 1.470.000 ha mặt nước sông ngòi dùng cho nuôi trồng thủy sản. Ngoài ra còn có hơn 544.500.000 ha ruộng trũng,56.200.000 ha hồ… dùng để nuôi cá. Mặt khác nước ta nằm trong vùng có địa lý thuận lợi với bờ biển dài 3.260km, vùng biển và thềm lục địa rộng lớn hơn 1 triệu km2 đã tạo thành một vùng nước lợ thích hợp cho việc nuôi trồng thủy hải sản có giá trị kinh tế cao. Biển Việt Nam thuộc vùng biển Nhiệt đới có nguồn lợi vô cùng phong phú. Tổng trữ lượng cá tầng đáy vùng biển Việt Nam có khoảng 1,7 triệu loài, khả năng cho phép khai thác khoảng 1 triệu tấn/năm. Tổng trữ lượng cá tầng trên khoảng 1.2 -1.3 triệu tấn. Nguồn lợi thủy sản chủ yếu là tôm cá, có khoảng 3 triệu tấn/năm nhưng hiện nay mới chỉ khai thác hơn 1 triệu tấn/năm. Cùng với ngành nuôi trồng và khai thác thủy sản thì ngành chế biến thủy sản đã có nhiều đóng góp trong thành tích chung của ngành thủy sản VN, trong đó mặt hàng đông lạnh khoảng 80%. Trong những năm gần đây, khoảng 35% đầu ra của sản phẩm thủy sản được sản xuất để xuất khẩu và phần còn lại được bán ra trên thị trường nội địa hoặc ở dạng tươi sống (34,5%), hoặc đã qua chế biến (45,7%) dưới dạng bột cá, nước mắm, cá khô… Bắt đầu từ năm 1995, nghề đánh cá xa bờ được đầu tư mạnh nên sản lượng đã tăng lên 1.230.000 tấn. Bên cạnh đó nước ta còn có diện tích mặt nước rất lớn để phát triển việc nuôi trồng thủy sản. Nguồn liệu từ nuôi trồng và khai thác nội đồng khoảng 492.000 tấn/năm (1997), và 515.020 tấn/năm (1998). Cùng nhịp với sự phát triển của cả nước, ngành chế biến thủy hải sản đang ngày càng phát triển nhằm đáp ứng yêu cầu của người tiêu dùng, do đó lượng nguyên liệu đưa vào chế biến ngày càng nhiều. Năm 1991 chỉ khoảng 130.000 tấn nguyên liệu được đưa vào dùng chế biến xuất khẩu (chiếm 15%) và chế biến tiêu dùng cho nội địa (khoảng 30%), còn lại được sử dụng dưới dạng tươi sống. Đến năm 1995 đã có hơn 250.000 tấn nguyên liệu đưa vào chế biến xuất khẩu (chiếm 19,2%),32,3% chế biến cho thiêu dùng nội địa và 48% dùng dưới dạng tươi sống. Năm 1998, xuất khẩu chiếm 24,3%, nội địa 41%, tươi sống 35%. Qua số liệu trên ta đã thấy nhu cầu phất triển ngàng chế biến thủy hải sản đang ngày càng tăng lên. Bảng II.1: Tốc độ tăng trưởng kim ngạch xuất khẩu thủy sản Việt Nam Năm Kim ngạch xuất khẩu (triệu USD) Tốc độ (lần) 1998 858 75,9 2000 1.478 130,8 2001 1.760,6 155,8 2002 2.000 177 2003 2.021 – 2.100 178,8 – 185,8 2004 2.250 179,5 2005 2.450 181 2006 3.050 213 2007 3.930 290 (Nguồn: Bộ Thủy Sản ở Việt Nam FICen,2005) Trong một năm 2008 nhiều khĩ khăn, xuất khẩu thủy sản của cả nước vẫn tăng gần 20% về giá trị. Đại diện Hiệp hội Chế biến về xuất khẩu thủy sản Việt Nam (VASEP) cho biết: theo số liệu mới nhất của Tổng cục Hải quan, trong năm 2008, xuất khẩu thủy sản của cả nước đạt trên 1,2 triệu tấn, trị giá đạt trên 4,5 tỷ USD, tăng 33,7% về khối lượng và 19,8% về giá trị so với năm trước. Liên minh Châu Âu (EU) tiếp tục giữ vị trí nhà nhập khẩu thủy sản lớn nhất của Việt Nam với khối lượng nhập khẩu là 349 ngàn tấn với giá trị 1,14 tỷ USD, tăng 26% về giá trị. Bảng II.2: Khối lượng sản phẩm thủy sản xuất khẩu hàng năm từ 2002 – 2007 Hạng mục Đơn vị 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Tôm đông lạnh Tấn 114579.98 124779.69 141122.03 149871.8 150876.8 158864.5 Philê cá đông lạnh Tấn 112034.52 132270.71 165596.33 208071.1 226775.2 245425.9 Sản phẩm cá khô Tấn 17181.76 7222.04 14755.54 216753.6 254326.4 27675.3 Giáp xác và động vật thân mềm đông lạnh Tấn 115160.11 141798.66 108802.32 148611.5 168621.5 188631.7 Tổng sản phẩm Tấn 270693.66 285461.13 293125.24 310254.45 330224.25 339254.11 Kim ngạch xuất khẩu Triệu USD 932 954 989 1312 1453 1982 (Nguồn: Bộ Thủy Sản ở Việt Nam FICen,2005) Trong năm 2008, Việt Nam đã xuất khẩu thủy sản sang 26/27 quốc gia thuộc khối này, đứng đầu là 5 thị trường: Đức, Italia, Tây Ban Nha, Hà Lan và Bỉ. Trong 61 sản phẩm thủy sản Việt Nam được nhập khẩu vào EU, cá tra, basa tăng 23,8%, tôm tăng 47,6%, mực bạch tuộc đông lạnh tăng 26,6%, cá ngừ tăng 21,6% so với năm 2007. Đứng thứ hai là thị trường Nhật Bản, với khối lượng nhập khẩu trên 134 ngàn tấn, giá trị đạt hơn hơn 828 triệu USD, tăng 13,2% về khối lượng và 11% về giá trị so với năm trước. Là trung tâm của cuộc khủng hoảng kinh tế toàn cầu năm 2008, Mỹ tụt xuống hạng thứ 3 về nhập khẩu thủy sản của Việt Nam. Tỷ trọng của thị trường Mỹ giảm từ 20,4% xuống 16,5% trong cơ cấu thị trường xuất khẩu của Việt Nam do nhu cầu tiêu thụ và nhập khẩu của nước này giảm.Tuy nhiên, theo dự báo sự suy thoái của nền kinh tế và sự tăng giá của các mặt hàng thủy sản sẽ tiếp tục ảnh hưởng không nhỏ đến sức tiêu thụ thủy sản của nước này trong năm 2009. II.1.2 Công nghệ sản xuất ngành chế biến thủy sản Ngành chế biến thủy sản là một bộ phận cơ bản của ngành thuỷ sản, ngành có hệ thống cơ sở vật chất tương đối lớn, bước đầu tiếp cận với trình độ khu vực, có đội ngũ quản lí kinh nghiệm, công nhân kĩ thuật có tay nghề giỏi. Hiện nay, ngành công nghệ chế biến thủy hải sản phát triển rộng rãi tại Việt Nam và khắp trên thế giới. Các nhà máy, xí nghiệp chế biến thủy hải sản khác nhau về cách thức hoạt động, quy mô sản xuất và sản phẩm đầu ra. II.1.2.1 Quy trình sơ chế thủy sản đặc trưng Tiếp nhận nguyên liệu Rửa Nước Nước thải Cân, phân cỡ Đánh vẩy, lấy nội tạng Sản phẩm phụ Rửa Nước thải Cân và phân cỡ Nước thải Rửa Ngâm Nước thải Rửa Nước thải Vô khay Cấp đông Các loại thúy sản Nước Nước Nước Nước Hình II.1: Quy trình sơ chế thủy sản đặc trưng Đầu tiên hải sản được rửa bằng nước trong các bồn và xử lý sơ bộ nhằm loại bỏ hải sản kém chất lượng. Tiếp sau đó, chúng được cân và phân loại ra kích cỡ lớn nhỏ (hoặc theo các tiêu chuẩn khác nhau) nhằm mục đích tạo ra các sản phẩm đồng nhất phục vụ cho các công đoạn chế biến tiếp theo. Sau khi phân kích cỡ, hải sản lại được rữa lại một lần nữa rồi cắt bỏ nội tạng. Sau khi cắt bỏ nội tạng, hải sản được rửa lại và đem đi cân và phân loại. Trước khi cho vào khay hải sản phải được rửa lại một lần cuối rồi đem vào kho bảo quản. Nguyên liệu tươi ướp lạnh Rửa Sơ chế Phân loại cỡ Đông lạnh Đóng gói Rửa Xếp khuôn Bảo quản lạnh Nước thải Chất thải rắn Nước thải II.1.2.2 Đối với các sản phẩm đông lạnh Hình II.2.: Quy trình chế biến các sản phẩm đông lạnh II.1.2.3 Đối với các sản phẩm khô Nguyên liệu Sơ chế (chải sạch, chặt đầu, lặt dè,... Phân cỡ loại Bảo quản lạnh Phân loại Nướng Cán, xé Đóng gói Đóng gói Bảo quản lạnh Chất thải rắn Công nghệ chế biến các sản phẩm thuỷ sản khô Hình II.3: Quy trình chế biến các sản phẩm thủy sản khô II.1.3 Đặc tính chung của nước thải thủy sản Trong ngành chế biến thủy hải sản, vấn đề được quan tâm nhiều nhất là môi trường nước được sử dụng để rửa nguyên liệu, vệ sinh máy móc, các container, rửa sàn nhà, tách lóc mạ băng sản phẩm. Nước sau khi sử dụng đều thải ra ngoài mang theo hàm lượng chất hữu cơ lớn gây ô nhiễm môi trường. Nước thải của một nhà máy chế biến thủy hải sản bao gồm : Nước thải sản xuất: Đây là loại nước thải rửa hải sản các loại (cá, tôm, cua, mực, …). Nước thải vệ sinh công nhiệp: Đây là nước cần dùng cho việc rửa sàn nhà mỗi ngày, ngoài ra còn dùng để rửa các thiết bị, máy móc… Nước thải sinh hoạt mỗi ngày: Nước thải từ các hoạt động sinh hoạt của các cán bộ công nhân viện trong các nhà máy. Đây là lượng nước thải đáng kể vì trong các nhà máy chế biến hải sản thường có lượng công nhân khá đông, nhu cầu sử dụng nước cho các hoạt động như tắm rửa rất lớn. Nước thải của xí nghiệp chế biến thủy sản có hàm lượng COD dao động từ 1200 – 2300 mg/l, hàm lượng BOD5 cũng khá lớn từ 1200 -1800 mg/l trong nước thường chứa các vụ thủy sản và các vụn này rất dễ lắng. Hàm lượng Nitơ thường rất cao chứng tỏ mức độ ô nhiễm chất dinh dưỡng rất cao (50 – 120 mg/l). Ngoài ra trong nước thải thủy hải sản có chứa các thành phần chất hữu cơ khi phân hủy tạo ra các sản phẩm trung gian của sự phân hủy các acid béo không bão hòa tạo mùi rất khó chịu và đặc trưng làm ô nhiễm về mặt cảm quan và ảnh hưởng sức khỏe công nhân trực tiếp làm việc. Đặc điểm của ngành chế biến thủyhải sản là có lượng chất thải lớn. Các chất thải có đặc tính dễ ươn hỏng và dễ thất thoát thâm nhập vào dòng nước thải. Nước thải trong chế biến thuỷ hải sản có hàm lượng chất hữu cơ cao vì trong đó có dầu, protein, chất rắn lơ lửng và chứa lượng photphat và nitrat. Dòng thải từ chế biến thuỷ sản còn chứa những mẫu vụn thịt, xương nguyên liệu chế biến, máu chất béo, các chất hoà tan từ nội tạng cũng như những chất tẩy rửa và các tác nhân làm sạch khác. Trong đó có nhiều hợp chất khó phân hủy. Qua phân tích 70 mẫu nước thuỷ tại các cơ sở chế biến hải sản có quy mô công nghiệp tại địa bàn tỉnh Vũng Tàu nhận thấy hàm lượng COD của các cơ sở dao động từ 283 mg/l – 21026 mg/l, trong khi tiêu chuẩn Việt Nam đối với nước thải được phép thải vào nguồn nước biển quanh bờ sử dụng cho mục đích bảo vệ thủy sinh có lưu lượng thải từ 50 m3 – 500 m3 / ngày là < 100 mg/l. Nước thải của phân xưởng chế biến thủy hải sản có hàm lượng COD dao động từ 500 – 3000 mg/l, giá trị điển hình là 1500 mg/l, hàm lượng BOD5 dao động trong khoảng từ 300 – 2000 mg/l, giá trị điển hình là 1000 mg/l. Trong nước thường có các mảnh vụn thủy sản và các mảnh vụn này dễ lắng, hàm lượng chất rắn lơ lửng dao động từ 200 – 1000 mg/l, giá trị thường gặp là 500mg/l. Nước thải thuỷ sản cũng bị ô nhiễm chất dinh dưỡng với hàm lượng Nitơ khá cao từ 50 – 200 mg/l, giá trị thường gặp là 100mg/l; hàm lượng photpho dao động từ 10 – 100 mg/l, giá trị điển hình là 30 mg/l. Ngoài ra trong nước thải của ngành chế biến thuỷ hải sản còn chứa thành phần hữu cơ mà khi bị phân huỷ sẽ tạo các sản phẩm trung gian của sự phân huỷ của các acid béo không bão hoà, tạo mùi rất khó chịu và đặc trưng, gây ô nhiễm về mặt cảnh quan và ảnh hưởng trực tiếp đến công nhân làm việc. II.1.4 Tác động đến môi trường của ngành chế biến thủy sản II.1.4.1 Khí thải Phần lớn các xí nghiệp chế biến thủy sản sinh ra khí độc ở mức tương đối thấp. Khí thải phát sinh chủ yếu do các hoạt động của lò hơi, các máy phát điện dự phòng, lượng khí gas hay than củi để sấy thuỷ hải sản (hàng khô),... Mùi (Cl2, NH3, H2S) phát sinh chủ yếu từ quá trình khử trùng, từ hệ thống làm lạnh và từ sự phân huỷ các phế phẩm thuỷ hải sản. Hơi chlorine: Dung dịch chlorine được dung để khử trùng dụng cụ, thiết bị sản xuất, rửa tay, rửa nguyên liệu với hàm lượng 20-200 ppm, Hơi Clo khuếch tán vào trong không khí ngay tại khu vực sản xuất với nồng độ cao, ảnh hưởng đến người lao động. Công nhân làm việc trong môi trường có các khí độc và mùi hôi tanh làm cơ thể mệt mỏi, giảm hiệu suất làm việc, giảm hiệu quả sản xuất, ảnh hưởng đến sức khoẻ hiện tại hoặc tác hại lâu dài. Tác nhân lạnh: Hơi dung môi chất lạnh bị rị rỉ bao gồm các loại khí như R12, R22, NH3… các khí này có thể ảnh hưởng đến tầng ozon. Khí NH3: Hơi này có trong không khí khu vực phân xưởng sản xuất trong trường hợp bị rị rỉ đường ống của hệ thống lạnh. Khí có mùi khai đặc trưng, dễ hịa tan trong nước, có phản ứng kiềm mạnh.Vì thế khí này ảnh hưởng mắt, mũi, họng… Tiêu chuẩn cho phép xả thải là 0.02 mg/l. Khí CFCs: Được dung trong các thiết bị làm lạnh, là tác nhân làm thủng tầng ozon và được khuyến cáo không nên dùng nữa. Mùi hơi: Mùi hơi của nguyên liệu là do sự phân hủy các chất hữu cơ có trong chất thải rắn và nước thải. Theo thời gian, các chất hữu cơ đặc biệt là chất thải rắn sẽ phân giải các axit amin thành các chất đơn giản hơn như trimetyamin, dimetyamin… là những chất có mùi tanh, hơi thối. Công nhân làm việc trong điều kiện mùi hôii tanh làm cho cơ thể mệt mỏi, giảm hiệu suất làm việc, giảm hiệu quả sản xuất. Khí thải từ các lò nấu, chế biến: Khói thải từ các lò nấu thủ công nhiên liệu đốt là than đá hay dầu FO, thành phần chủ yếu là CO2, CO, SOx, NO2, bụi than và một số chất hữu cơ dễ bay hơi. Khói thải phát tán ra môi trường xung quanh, gây trực tiếp các bệnh về hô hấp, phổi,... nguyên nhân của các cơn mưa axit ảnh hưởng đến môi trường sinh thái, ăn mòn các công trình. Ngoài ra khí CO2 thải ra từ các khu công nghiệp còn là nguyên nhân chính gây hiệu ứng nhà kính. II.1.4.2 Nước thải Nước thải là một trong những vấn đề môi trường lớn nhất của ngành chế biến thuỷ hải sản, nước thải chế biến thuỷ hải sản đặc trưng bởi các thông số ô nhiễm như: màu, mùi, chất rắn không hoà tan, chất rắn lơ lửng, các vi khuẩn, chỉ số BOD, COD, pH,... Các đặc tính chung của nước thải thuỷ sản: pH thường nằm trong giới hạn từ 6,5 – 7,5 do có quá trình phân huỷ đạm và thải ammoniac. Có hàm lượng các chất hữu cơ dạng dễ phân huỷ sinh học cao. Giá trị BOD5 thường lớn, dao động trong khoảng 300 – 2000 mg/l, giá trị COD nằm trong khoảng 500 – 3000 mg/l. Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao từ 200 – 1000 mg/l. Hàm lượng lớn các protein và chất dinh dưỡng, thể hiện ở hai thông số tổng Nitơ (50 – 200 mg/l) và tổng Photpho (10 – 100 mg/l). Để xử lý được chất ô nhiễm này triệt để cần có hệ thống xử lý bậc 3 (xử lý chất dinh dưỡng). Điều này làm diện tích công trình và chi phí đầu tư xây