BÁO CÁO TỐT NGHIỆP: XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN

Chia sẻ: Chung Gia Hung Hung | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:78

Thêm vào BST

Báo xấu

827
lượt xem 266
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nước ta đang trong quá trình đổi mới, công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước đang được đẩy mạnh. Bên cạnh những thành tựu kinh tế xã hội mang lại do sự phát triển công nghiệp thì vấn đề môi trường cũng được đặt ra hết sức cấp bách

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: BÁO CÁO TỐT NGHIỆP: XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN

Trường......................... Khoa………………. …………..o0o………….. BÁO CÁO TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN 1
MỤC LỤC MỞ ĐẦU.................................................................................................................................. 3 Chương 4: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải...................................................... 4 CHƯƠNG 1............................................................................................................................. 5 CHƯƠNG 2 ............................................................................................................................ 14 CHƯƠNG 3 ............................................................................................................................ 19 3.3.1 .................................................................................................Tiền xử lý hay xử lý sơ bộ: ................................................................................................................................................ 32 3.3.2 ..............................................................................................Xử lý sơ cấp hay xử lý bậc I: ................................................................................................................................................ 32 3.3.3 ...........................................................................................Xử lý thứ cấp hay xử lý bậc II: ................................................................................................................................................ 32 3.3.4 .......................................................................................................................... Khử trùng: ................................................................................................................................................ 33 3.3.5 ........................................................................................................................... Xử lý cặn: ................................................................................................................................................ 33 3.3.6 ...................................................................................................................... Xử lý bậc III: ................................................................................................................................................ 33 Tóm tắt các quy trình tham khảo trên: .................................................................................... 37 Ưu, nhược điểm của từng quy trình:....................................................................................... 37 Thuyết minh dây chuyền công nghệ: ...................................................................................... 39 CHƯƠNG 4 ........................................................................................................................... 41 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI .............................................. 41 4.2.1 ........................................................................... Tính toán các kích thước song chắn rác: ................................................................................................................................................ 42 4.2.2 ......................................................................................... Tính mương đặt song chắn rác: ................................................................................................................................................ 43 4.2.3 ..................................................................................... Lượng rác giữ lại ở song chắn rác: ................................................................................................................................................ 44 4.2.4 .............................................................................. Tổn thất áp lực qua song chắn rác [5]: ................................................................................................................................................ 44 Thông số đầu vào bể tuyển nổi: .............................................................................................. 47 4.4.1 .................................................................................................... Kích thước bể tuyển nổi: ................................................................................................................................................ 49 Chọn hn = 1,2m...................................................................................................................... 49 4.4.2 ........................................................................................................... Lượng khí cung cấp: ................................................................................................................................................ 49 4.4.3 ............................................................................................... Công suất của máy nén khí: ................................................................................................................................................ 50 E: Hiệu suất của máy, chọn E = 0,7 .................................................................................... 50 4.4.4 ........................................................................................................... Thiết kế bình áp lực: ................................................................................................................................................ 51 Chọn thời gian lưu nước ở cột áp lực là τ = 3 phút........................................................... 51 E: hiệu suất của máy, chọn E = 0,8 ..................................................................................... 59 2
ρ : khối lượng riêng của chất lỏng cần bơm, ρ = 998,23kg/m3 ........................................ 74 Lấy hệ số dự trữ k = 1,3 ....................................................................................................... 74 CHƯƠNG V ........................................................................................................................... 75 TÍNH TOÁN KINH PHÍ ........................................................................................................ 75 Cvh = Cđ + Cnc + Chc .............................................................................................................. 77 KẾT LUẬN ........................................................................................................................... 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................... 80 MỞ ĐẦU Nước ta đang trong quá trình đổi mới, công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước đang được đẩy mạnh. Bên cạnh những thành tựu kinh tế xã hội mang lại do sự phát triển công nghiệp thì vấn đề môi trường cũng được đặt ra hết sức cấp bách. Nếu không được giải quyết thỏa đáng và kịp thời thì sẽ đe dọa đến việc duy trì bền vững nhịp độ tăng trưởng kinh tế, thậm chí còn làm chậm lại tốc độ tăng trưởng kinh tế và làm nảy sinh các vấn đề xã hội. Để đảm bảo phát triển bền vững, đi đôi với các biện pháp quản lý môi trường như tiết kiệm nguyên liệu, cải tiến công nghệ - thiết bị, áp dụng công nghệ hiện đại, công nghệ thân thiện với môi trường… thì việc xử lý nước thải sinh ra trong quá trình sản xuất là rất cần thiết. Nếu không giải quyết tốt việc thoát nước và xử lý nước thải của nhà máy, xí nghiệp công nghiệp sẽ gây ô nhiễm đối với các nguồn nước dẫn tới hậu quả xấu, gây tổn thất cho mọi ngành kinh tế. Trong đó các xí nghiệp chế biến thực phẩm, nước thải có chứa một lượng chất hữu cơ lớn, gây ô nhiễm nặng cho các nguồn tiếp nhận. Chế biến thủy sản là một ngành như vậy. Bên cạnh những mặt tích cực của ngành tồn tại những mặt trái, đó là vấn đề môi trường của ngành gây ra. Khí thải, chất thải rắn, nước thải nếu không có biện pháp xử lý kịp thời thì chính chúng là nguyên nhân làm suy giảm chất lượng cuộc sống. Trong đó nước thải cần được quan tâm giải quyết doo nước thải CBTS phát sinh với lượng lớn, có hàm lượng chất hữu cơ cao và chứa các thành phần sinh mùi… Việc tìm được một biện pháp xử lý cuối 3
đường ống thích hợp cho ngành CBTS đang là mối quan tâm lớn của các cơ sở sản xuất. Bản đồ án này nhằm đáp ứng yêu cầu thiết kế một hệ thống xử lý nước thải cho một nhà máy CBTS. Đồ án gồm những nội dung chính sau: Chương 1: Khái quát về ngành công nghiệp CBTS Việt Nam và đặc trưng môi trường trong ngành CBTS Chương 2: Đánh giá hiện trạng ô nhiễm của nước thải trong ngành CBTS và đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm Chương 3: Các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp và đề xuất phương án xử lý nước thải CBTS Chương 4: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải Chương 5: Tính toán chi phí 4
CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN THỦY SẢN VIỆT NAM VÀ ĐẶC TRƯNG MÔI TRƯỜNG TRONG NGÀNH CBTS 1.1. QUÁ TRÌNH, XU THẾ PHÁT TRIỂN NGÀNH CBTS VÀ VỊ THẾ CỦA NGÀNH CBTS ĐỐI VỚI NỀN KINH TẾ QUỐC DÂN: Việt Nam có hơn 3000km bờ biển, thềm lục địa kéo dài cùng với hàng ngàn đảo lớn nhỏ. Biển Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới có nhiều sông lớn cùng nhiều con sông nhỏ đổ ra biển Đông dồi dào phù sa kết hợp hai dòng hải lưu nóng ấm hình thành biển Việt Nam dồi dào phong phú nguồn lợi thuỷ hải sản, sản lượng đánh bắt mỗi năm có thể lên tới hàng triệu tấn thuỷ hải sản. Bên cạnh đó các đầm phá, rừng ngập mặn ven biển có diện tích gần một triệu hecta, mỗi năm có thể cung cấp gần 3.000.000 tấn tôm nuôi và 40.000.000 tấn thuỷ sản có giá trị thương mại. Quá trình phát triển và xây dựng tiềm lực CBTS có thể khái quát qua hai thời kỳ sau: * Từ năm 1976 đến năm 1989: Thời kỳ hoạt động sản xuất của ngành CBTS ở trong tình trạng sa sút kéo dài. Dạng công nghệ CBTS chủ yếu là sản xuất nước mắm và sản phẩm khô với trình độ công nghệ lạc hậu, thủ công. * Từ năm 1990 đến nay: công nghiệp CBTS không chỉ phát triển về số lượng mà còn nâng cao về chất lượng với việc tăng cường đổi mới thiết bị công nghệ, áp dụng các chương trình quản lý sản xuất nhằm đáp ứng các yêu cầu cao về chất lượng an toàn vệ sinh thực phẩm, đa dạng hoá sản phẩm. Từ đó làm cơ sở cho mở rộng thị trường xuất khẩu và nâng cấp giá trị sản phẩm thuỷ sản. Qua các giai đoạn, ngành thuỷ sản liên tục hoàn thành vượt mức toàn diện các chỉ tiêu kế hoạch Nhà nước giao với tốc độ tăng trưởng trung bình năm từ 5-8% về sản lượng khai thác và từ 10-25% về giá trị kim ngạch xuất khẩu. Đến năm 2005 tổng sản lượng khai thác đã đạt đến 2,95 triệu tấn, trong đó sản lượng khai thác tự nhiên là 1,76 triệu tấn và từ nuôi trồng thuỷ sản là 1,19 triệu tấn [13,14]. Từ năm 1991, điểm nổi bật trong hoạt động CBTS là việc ứng dụng rộng rãi, toàn diện công nghệ CBTS đông lạnh cả về số lượng và chất lượng trên phạm vi cả nước với tốc độ tăng trưởng mạnh. Cơ cấu sản phẩm sẽ biến động theo chiều hướng phát triển dạng sản phẩm nguyên con (IQF) có chất lượng cao từ 20% lên trên 50% và đồng thời sản phẩm dạng khối (Block) từ 80% sẽ giảm xuống dưới 50%. Đồng thời phát triển các dạng công nghệ có giá trị gia tăng lớn như: chế biến đồ hộp, sản phẩm thuỷ sản ăn liền. Bên cạnh đó công nghệ sản xuất Agar quy mô công nghiệp cũng đã thành công nên dạng công nghệ này có đầy đủ điều kiện để phát triển. Với các dạng công nghệ CBTS truyền thống: nước mắm, sản phẩm khô, bột cá, nhìn 5
chung sản lượng sẽ tăng không đáng kể, duy trì ở mức ổn định và đảm bảo nhu cầu tiêu thụ nội địa [13,14]. Như vậy ngành CBTS nói chung và CBTS đông lạnh nói riêng là lĩnh vực mang lại giá trị xuất khẩu cao và đóng vai trò vô cùng quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Nó không những đem lại nguồn lợi nhuận cao, đóng góp ngân sách cho nhà nước mà còn giải quyết công ăn việc làm cho hàng nghìn người lao động, đặc biệt là lao động nữ. Tuy ra đời muộn hơn so với các ngành công nghiệp khác, nhưng công nghiệp CBTS đã có đóng góp to lớn cho nền kinh tế của Việt Nam, đặc biệt trong lĩnh vực xuất khẩu, đã thúc đẩy nền kinh tế thuỷ sản phát triển. 1.2. GIỚI THIỆU MỘT SỐ DẠNG CÔNG NGHỆ CBTS ĐIỂN HÌNH: Dựa vào tính chất đặc thù của sản phẩm, quá trình chế biến và công nghệ sử dụng có thể chia công nghệ chế biến thuỷ sản thành một số công nghệ chế biến điển hình như sau: - Chế biến thủy sản đông lạnh - Chế biến sản phẩm đóng hộp - Chế biến thuỷ sản khô và chế biến bột cá - Chế biến agar 1.2.1. Công nghệ chế biến thủy sản đông lạnh: Theo quy trình công nghệ sản xuất, sản phẩm từ CBTSĐL được phân thành 2 nhóm: đông lạnh dạng tươi và đông lạnh dạng chín. Nguyên liệu Hoá chất khử trùng Nước sạch (Tôm, cá, mực…) (Clorin, Javen) Sản xuất nước đá Tiếp nhận nguyên liệu (kiểm tra chất lượng, Nước thải rửa sơ bộ, bảo quản nguyên liệu) Bảo quản nguyên liệu (to= 0 ÷ 5oC) Xử lý, rửa sạch nguyên liệu Nước Nước thải (chặt, cắt, mổ, bóc, tách, đánh vẩy…) Phân loại, rửa sạch Nước Nước thải (phân hạng, phân cỡ, cân đo) Xếp khuôn, cấp đông Nước đá Nước ngưng (Dạng Block, IQF) Tách khuôn, bao gói (Vào túi PE, đóng hộp cacton) Bảo quản sản phẩm ( to ≤ -20oC, Block, IQF) Hình 1.1 Sơ đồ quy trình công nghệ CBTSĐL dạng tươi 6
Đối với công nghệ CBTSĐL, nhu cầu sử dụng nguyên liệu thường dao động từ 1,4-3 tấn/ tấn sản phẩm đối với các loại: cá, tôm, mực, bạch tuộc. Lượng nước tiêu thụ thường 30-80m3/tấn sản phẩm với chế độ dùng nước gần như liên tục trong suốt quá trình chế biến sản phẩm [15]. Nguyên liệu Hoá chất khử trùng Nước sạch (Tôm, cá, mực…) (Clorin, Javen) Sản xuất nước đá Tiếp nhận nguyên liệu (kiểm tra chất lượng, Nước thải loại tạp chất, rửa sơ bộ) Bảo quản nguyên liệu (to= 0 ÷ 5oC) Xử lý, rửa sạch nguyên liệu Nước Nước thải (chặt, cắt, mổ, bóc, tách, đánh vẩy…) Phân loại, rửa sạch Nước Nước thải (phân hạng, phân cỡ, cân đo) Hơi nước Luộc hoặc nhúng theo mẻ Nước thải Làm mát (to ≤ 5oC) Xử lý: bóc vỏ tôm, cắt khoanh mực,… Xếp khuôn, cấp đông Nước đá (dạng Block, IQF) Nước ngưng Tách khuôn, bao gói (Vào túi PE, đóng hộp cacton) Bảo quản sản phẩm ( to ≤ -20oC, Block, IQF) Hình 1.2 Sơ đồ quy trình công nghệ CBTSĐL dạng chín 1.2.2. Công nghệ chế biến đồ hộp: Đặc điểm của công nghệ sản xuất đồ hộp thuỷ sản là yêu cầu rất khắt khe về nguyên liệu: phải đảm bảo độ nguyên vẹn, thuộc loại “rất tươi”, kích thước tương đối đồng đều, không được gầy và nhỏ. 7
Nguyên liệu dạng bán Nguyên liệu dạng Nguyên liệu phối chế và sản phẩm đông lạnh tươi sống phụ gia (agar, nước dùng, dầu mỡ, cà chua, gia vị…) Phân loại – Rã đông, Rửa - Xử lý Nước Nước thải nguyên liệu (chặt, cắt, mổ…) Hấp chín, làm nguội Nước, Hơi nước Nước thải Tách da, xương, philê, làm sạch Nước Nước thải Cắt khúc, xếp hộp Rót dầu gia vị Ghép nắp, rửa sạch Nước Nước thải Thanh trùng Làm nguội, rửa sạch, lau khô Nước Nước thải Dán nhãn, bảo quản Hình 1.3 Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến đồ hộp cá 1.2.3. Công nghệ chế biến thủy sản khô và bột cá: Nguyên liệu là các loại cá, tôm, ruốc, mực… không được chứa nhiều mỡ và không đòi hỏi quá cao về độ tươi. Quá trình phơi khô được thực hiện ngoài trời và trong trường hợp có mưa hoặc không có nắng thì có thể dùng quạt gió, bếp than, lò sấy để làm khô sản phẩm. Nguyên liệu (cá, mực tôm…) Nước Nước thải Xử lý nguyên liệu, rửa, loại tạp chất Nước Nước thải Luộc nguyên liệu, làm nguội Ngâm, tẩm các loại gia vị Phơi khô hoặc sấy khô Phân hạng, bao gói, bảo quản Hình 1.4 Sơ đồ công nghệ chế biến thủy sản khô 8
Nguyên liệu: cá và phế liệu Nước Nước thải Rửa nguyên liệu, loại bỏ tạp chất Nước Nước thải Cắt nhỏ, hấp chín, ép nước Ngô, đỗ các loại Hơi nước Sấy khô Sấy - nghiền Nước thải Nghiền bột Phối trộn Bao gói, bảo quản Hình 1.5 Sơ đồ công nghệ chế biến bột cá theo phương pháp công nghiệp 1.2.4. Công nghệ sản xuất Agar: Đây là dạng công nghệ có tính đặc thù, khác biệt so với các dạng công nghệ CBTS khác. Quá trình sản xuất sử dụng nhiều loại hoá chất để xử lý nguyên liệu trong điều kiện nhiệt độ cao với mục đích tách agar (sunfat polysacarit) ra khỏi rong câu. Hoá chất các loại Nguyên liệu (rong câu) Nước sạch Nước Nước thải Rửa nguyên liệu, loại bỏ tạpchất Dung dịch kiềm Nước thải Xử lý kiềm (NaOH), rửa đến trung tính Dung dịch NaOCl Nước thải Tẩy trắng (NaOCl), rửa sạch Dung dịch CH3COOH Nước thải Xử lý axit (CH3COOH), rửa đến trung tính Nấu chiết, lọc trong Để nguội đông Cắt sợi, cắt miếng Ép và cấp đông để Rã đông Sấy khô Bao gói tách nước vắt ráo nghiền bột Bảo quản Hình 1.6 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất Agar 9
1.3 VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TRONG CÔNG NGHIỆP CBTS: Trên cơ sở quá trình công nghệ sản xuất, quy mô và cơ cấu sản phẩm, đặc tính nguyên liệu sử dụng, nhận thấy các nguồn gây ô nhiễm môi trường từ công nghiệp chế biến thủy sản là: nước thải, chất thải rắn và khí thải. Trong đó chủ yếu là nước thải và chất thải rắn do có thải lượng lớn và thành phần ô nhiễm hữu cơ cao, dễ chuyển hóa trong điều kiện tự nhiên tạo nên nhiều yếu tố bất lợi cho môi trường. 1.3.1 Chất thải rắn: Đặc điểm chung cho hầu hết các dạng công nghệ CBTS là tổn hao nguyên liệu khá lớn do tỷ lệ phần không sử dụng được (đầu, xương, vây, vẩy, nội tạng…) cho chế biến lớn. Vì vậy đã tạo ra một lượng lớn các phế liệu thủy sản từ quá trình sản xuất. Nguồn phát sinh: Nguồn phát sinh chất thải rắn sản xuất tập trung chủ yếu ở công đoạn xử lý nguyên liệu và chế biến sản phẩm. Tùy thuộc vào chủng loại, giá trị sử dụng nguyên liệu và mục đích chế biến mà các phế liệu thủy sản có thể là các loại: đầu, vỏ, xương, da, nội tạng… Ngoài phế liệu thủy sản, còn có thể có các thành phần chất thải rắn khác như: giấy bao gói, túi PE, vỏ hộp cacton…từ đóng gói sản phẩm, tro xỉ từ lò hơi cấp nhiệt. Đặc điểm chung của chất thải rắn: Phế thải từ các nguyên liệu thủy sản có thành phần chủ yếu là các hợp chất hữu cơ như protein, lipit, hydratcacbon… Ngoài ra còn chứa các thành phần khoáng vô cơ, vi lượng như Ca, K, Na, Mg, P, S, Fe, Zn, Cu… và nước. Các vụn phế liệu thủy sản dễ bị phân hủy bởi nhiều loại vi sinh vật làm phát sinh các hơi khí có mùi khó chịu, độc hại như Metan, Amoniac, Indol, Scatol, Mecaptan,... gây ô nhiễm môi trường không khí và bất lợi cho sức khỏe con người. Hiện trạng quản lý chất thải rắn tại các xí nghiệp CBTS: Hiện nay, tại hầu hết các cơ sở CBTS quy mô công nghiệp đều đã thực hiện các giải pháp phân loại thu gom theo đặc tính thành phần và nguồn phát sinh chất thải rắn cho các mục đích: tận thu, tái sử dụng, đảm bảo yêu cầu an toàn vệ sinh thực phẩm hoặc điều kiện thải bỏ. Phế liệu thủy sản được thu gom và định kỳ đưa ra khỏi khu vực sản xuất, phân loại và đưa vào tái sử dụng hoặc đưa ra ngoài để tránh tồn lưu gây mất vệ sinh, ô nhiễm môi trường. Phần lớn phế liệu sản xuất được tận thu, bán cho các đơn vị có nhu cầu sử dụng vào các mục đích: chế biến bột cá chăn nuôi, làm thức ăn gia súc, 10
phân bón cho cây trồng... Các loại phế thải sản xuất khác như bao bì, túi nilon, vỏ thùng, hộp,… cũng được thu gom riêng biệt và bán cho đối tượng thu mua phế liệu. Đánh giá chung: Tình hình quản lý chất thải rắn hiện tại về cơ bản không còn là vấn đề đáng lo ngại đối với công nghiệp CBTS nhưng vẫn cần thiết phải có những giải pháp đồng bộ, toàn diện để duy trì công tác ngăn ngừa, kiểm soát và sử dụng có hiệu quả nguồn phế liệu thủy sản [12]. 1.3.2 Khí thải và các yếu tố gây ô nhiễm không khí: * Mùi hôi tanh: Được tạo ra từ quá trình phân giải, phân hủy các thành phần hữu cơ của nguyên liệu, phế liệu thủy sản. Mùi tanh của nguyên liệu tồn tại trong suốt quá trình chế biến, tập trung ở các bộ phận tiếp nhận và xử lý sơ chế sản phẩm, khu vực chứa phế liệu, các phương tiện thu gom chất thải… * Hơi Clorine: Tạo thành trong quá trình sử dụng nước sạch có pha hóa chất Clorine để khử trùng nguyên liệu, thiết bị, dụng cụ chế biến, nhà xưởng… Hơi Clorine có mùi hắc khó chịu xuất hiện thường xuyên trong nhà xưởng và chủ yếu tại các khu vực tiếp nhận, sơ chế nguyên liệu, vệ sinh thiết bị, dụng cụ tập trung. * Tác nhân lạnh rò rỉ: Có thể có vì trong nhà máy chế biến thủy sản sử dụng nhiều thiết bị lạnh để cấp đông, bảo quản, sản xuất nước đá. Khi đó các hơi độc chủ yếu là NH3, CFC. * Điều kiện vi khí hậu: Môi trường làm việc của người lao động tại phần lớn các xí nghiệp CBTS thường có độ ẩm cao do sử dụng nhiều nước cho các công đoạn chế biến và khả năng thông thoáng bị hạn chế do yêu cầu cách ly để đảm bảo các điều kiện vệ sinh thực phẩm. Tùy theo loại hình công nghệ chế biến, môi trường vùng làm việc có thể có những chênh lệch lớn về nhiệt độ so với ngoài trời gây bất lợi cho sức khỏe người lao động. * Tiếng ồn: Phát sinh từ thiết bị động lực như máy phát điện, máy lạnh. Mức độ ô nhiễm nói chung không lớn, mang tính chất cục bộ. 11
1.3.3 Nước thải: Hầu hết các loại hình công nghệ CBTS đều có nhu cầu sử dụng nước khá lớn cho nhiều công đoạn: chế biến, bảo quản nguyên liệu và sản phẩm. Do vậy đã tạo ra một lượng lớn nước thải trong quá trình sản xuất. Tổng lượng nước thải công nghiệp CBTS ước tính trong năm 2004 vào khoảng 27,1 triệu m3. Theo quy mô và cơ cấu sản phẩm, lượng nước thải từ CBTSĐL lớn hơn rất nhiều so với các nhóm sản phẩm khác, chiếm tới 61,2% tổng lượng thải và có đủ thành phần tính chất đặc trưng cho nước thải của ngành CBTS [12]. 1.3.3.1Nguồn phát sinh: Nước thải sản xuất trong CBTS chiếm khoảng 85 – 90% tổng lượng nước thải và chủ yếu được tạo ra từ các quá trình sau: - Nước rửa trong công đoạn xử lý, chế biến, hoàn tất sản phẩm - Nước vệ sinh nhà xưởng, trang thiết bị, dụng cụ - Từ các thiết bị công nghệ như: nước giải nhiệt, nước ngưng. Tùy thuộc vào loại hình và trình độ công nghệ chế biến, đặc tính nguyên liệu và yêu cầu về chất lượng sản phẩm mà nước thải từ các nguồn phát sinh có sự khác biệt về thành phần, tính chất, lưu lượng cũng như chế độ thải nước. Nước thải từ chế biến sản phẩm đông lạnh, sản phẩm ăn liền, đồ hộp và sản xuất agar được tạo ra gần như liên tục từ hầu hết các công đoạn sản xuất, trong đó chủ yếu là từ xử lý nguyên liệu và chế biến sản phẩm. Nước thải từ chế biến đồ khô phần lớn tập trung ở khâu xử lý nguyên liệu. Trong chế biến mắm và bột cá, ngoài công đoạn rửa nguyên liệu còn tạo ra nhiều nước thải xả theo đợt từ vệ sinh định kỳ thiết bị máy móc. Riêng đối với sản xuất bột cá, còn phát sinh một lượng nước thải có hàm lượng hữu cơ rất cao từ công đoạn ép cá. Nước thải sinh hoạt tại các cơ sở CBTS thường chiếm từ 10 – 15% tổng lượng nước thải, được phát sinh ra từ quá trình phục vụ cho nhu cầu ăn, uống, tắm, rửa, vệ sinh… của người lao động. 1.3.3.2Thành phần ô nhiễm của nước thải CBTS: Nước thải CBTS thường chứa nhiều các thành phần hữu cơ tồn tại chủ yếu ở dạng keo, phân tán mịn, tạp chất lơ lửng tạo nên độ màu, độ đục cho dòng thải. Nước thải thường có mùi khó chịu, độc hại do quá trình phân hủy sinh học. Thành phần không tan và dễ lắng chủ yếu là các mảnh vụn xương thịt, vây, vẩy… và còn có các tạp chất vô cơ như cát, sạn… Ngoài ra đối với phần lớn các nhóm sản phẩm thủy sản, 12
trong nước thải thường chứa các loại hóa chất khử trùng, chất tẩy rửa từ vệ sinh nhà xưởng, thiết bị. Bảng 1.1 Nồng độ ô nhiễm trung bình trong nước thải một số loại hình CBTS [13,14] Chỉ tiêu đánh giá ô nhiễm Loại hình chế biến pH SS BOD COD NTS PTS Đông lạnh 7,3 350 800 1100 90 20 Đồ hộp 7,1 100 478,8 775,6 24,84 11,82 Surimi (sản phẩm ăn liền) 7,8 586 3120 4890 125 11,32 Nước mắm 7,5 75 20 40 - - Mực khô, tôm khô các loại 7,5 250 100 150 20 6 Agar 6,7 136,6 217,8 413,8 9,7 27,5 Nước thải CBTS nhìn chung có nồng độ ô nhiễm hữu cơ khá cao. Nước thải từ CBTSĐL có nồng độ ô nhiễm cao hơn rõ rệt so với các loại hình chế biến khác, nhận thấy đây là nguồn ô nhiễm chính trong công nghiệp CBTS. Nước thải từ các xí nghiệp chế biến nước mắm, theo đánh giá chung, có nồng độ ô nhiễm thường ở mức thấp hơn giới hạn cho phép. Nước thải từ công nghệ CBTS ăn liền có nồng độ các chất ô nhiễm rất cao, hơn hẳn các loại sản phẩm khác. 13
CHƯƠNG 2 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM CỦA NƯỚC THẢI TRONG NGÀNH CBTS VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM 2.1 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM CỦA NƯỚC THẢI TRONG NGÀNH CBTS: 2.1.1 Thành phần cấu thành nguyên liệu của ngành CBTS [16]: Thành phần hóa học của nguyên liệu thủy sản quyết định đặc điểm, tính chất của nước thải. Để đánh giá hiện trạng nước thải ngành CBTSĐL một cách đúng đắn, cần tìm hiểu về tính chất nguyên liệu, các thành phần cấu tạo nên nguyên liệu thủy sản. Nước: chiếm tỷ lệ khá lớn 60 – 80% trọng lượng cơ thể động vật thủy sản và tồn tại ở hai dạng chủ yếu là nước tự do và nước liên kết. Protit: là thành phần chính trong tổ chức cơ thịt động vật chiếm từ 15 – 25% trọng lượng phần thịt ăn được. Quá trình phân giải protit diễn ra rất nhanh dưới tác dụng xúc tác đặc hiệu của các nhóm enzim. Ở các loại thủy sản, quá trình này diễn ra rất nhanh khiến nguyên liệu dễ bị hư hỏng, ươn thối sau quá trình đánh bắt. Lipit: trong cơ thể nguyên liệu thủy sản luôn luôn tỷ lệ nghịch với lượng nước và thường dao động trong khoảng 0,7 – 8% phần thịt ăn được. Lipit không tan trong nước, chứa nhiều axit béo không no, cấu tạo mạch dài, không đông đặc ở nhiệt độ thường và dễ bị oxy hóa gây nên hiện tượng ôi hóa tạo ra các mùi khó chịu. Enzim: ở động vật thủy sản có hoạt tính sinh học mạnh kết hợp với cơ thịt mềm, lỏng lẻo, chứa nhiều nước do đó làm tăng khả năng phân giải gây ra dễ hư hỏng, ươn thối sản phẩm và phát sinh các mùi độc hại. Chất khoáng: khá phong phú, trong đó chiếm một lượng tương đối lớn là các chất: Ca, P, Fe, Na, K, I, Cl. Vitamin chủ yếu là các loại A, D, B trong đó hàm lượng vitamin A, D lớn hơn nhiều so với động vật trên cạn. Nitơ: là một thành phần có trong chất chiết trong tổ chức cơ thịt các loại thủy sản, khi bị phân hủy sẽ tạo ra các sản phẩm có mùi tanh, hôi thối như: Trimetylamin, Amoniac, Ure, Sunfuahydro… 2.1.2 Sơ đồ dòng nước thải trong chế biến thủy sản đông lạnh: Từ sơ đồ dòng thải mô tả trên hình 2.1, nhận thấy tất cả các quy trình CBTS đều sử dụng nhiều nước. Lượng nước thải trong CBTS thường dao động mạnh, tùy thuộc vào từng loại công nghệ sản xuất, chủng loại nguyên liệu chế biến, yêu cầu kỹ thuật đối với mỗi nhóm, loại sản phẩm. Nhu cầu sử dụng nước trung bình chung từ 30 – 80m3/tấn SP. 14
+Nước rửa ngliệu và vệ Tiếp nhận nguyên liệu (cân, +Nước thải lẫn cát sạn, sinh công nghiệp kiểm tra chất lượng, rửa loại muối, nước đá, clorine +Đá bảo quản, muối tạp chất, bảo quản…) +Clorin khử trùng +Nước thải lẫn máu, nhớt, +Nước rửa ngliệu và vệ Xử lý, rửa sạch nguyên liệu dịch nội tạng, clorine và sinh công nghiệp (chặt, cắt, mổ, bóc, tách, đánh lượng nhỏ CTR: da, +Clorin khử trùng vẩy…) xương, vụn thịt… +Nước thải lẫn máu, dịch, +Nước rửa ngliệu và vệ Phân loại, rửa sạch (phân clorine và vụn nhỏ: da, sinh công nghiệp hạng, phân cỡ, cân đo) xương, vụn thịt… +Clorin khử trùng,muối +Nước cấp đông và vệ sinh +Nước thải lẫn các chất Xếp khuôn, cấp đông công nghiệp hữu cơ hòa tan ngấm ra từ (dạng Block, IQF) +Clorin khử trùng nguyên liệu, phụ gia. +Nước làm mát thiết bị Nước ngưng, nước làm mát Tách khuôn, bao gói (vào +Nước tách khuôn và vệ +Nước thải từ tách khuôn sinh công nghiệp túi PE, đóng hộp cacton) và vệ sinh công nghiệp +Nước cho giải nhiệt các Bảo quản sản phẩm +Nước ngưng, nước làm ( ≤ -200C) thiết bị hệ thống lạnh mát thiết bị thất thoát Hình 2.1 Sơ đồ mô tả các dòng thải nước trong quy trình CBTSĐL Theo [16], tỷ lệ % lượng nước thải theo từng công đoạn chế biến như sau: - Nước thải trong quá trình tiếp nhận nguyên liệu không ổn định, có tính gián đoạn và tập trung ở thời gian bắt đầu mỗi ca sản xuất, thường chiếm khoảng 10 – 15% - Nước thải trong công đoạn xử lý nguyên liệu tương đối ổn định, liên tục, thường chiếm khoảng 40 – 50% - Nước thải trong công đoạn xếp khuôn, cấp đông thường không ổn định, thường chiếm 15 – 20% - Nước thải từ vệ sinh thiết bị, nhà xưởng được định kỳ xả thải theo nhiều đợt trong suốt thời gian làm việc, thường chiếm 20 – 25% - Nước kỹ thuật, làm mát thiết bị được xả vào cuối ca sản xuất, thường chiếm 1 – 5%. Tại các xí nghiệp CBTS, nước thải sản xuất thường chiếm 85 – 90% tổng lượng nước thải công nghiệp và phần còn lại là nước thải sinh hoạt. 15
2.1.3 Đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải: Bảng Tải lượng ô nhiễm nước thải của một số nhà máy CBTS [13,14] Công suất Tải lượng ô nhiễm TT Tên cơ sở công nghiệp (TSP/ngày) SS BOD5 COD N P Công ty XNK thủy sản Việt 1 12 – 15 484 3300 3960 198 21 Nam (SEAPRODEX) Công ty chế biến hàng xuất 2 25 – 30 396 2700 3240 162 19 khẩu Q3 (EPCO) XNXK thủy hải sản 3 6–9 380 1100 1425 110 23 Seaspimex 4 XN đông lạnh Nhà Bè 3,5 – 5 53 360 423 22 5 5 XN CBTSXK Cần Thơ 3–6 200 682 900 30 8 6 Công ty XNKTS An Giang 8 – 12 1028 900 - 40 10 7 Cty CBTSXK Nha Trang 4–6 420 533 810 54 17 8 Cty Animex Đà Nẵng 1–2 351 460 630 - 9 Xí nghiệp đông lạnh Huế 2–3 - 428 717 - - 10 Cty XNK TS Quảng Ninh 4-6 - - 1347 189 47 Từ tải lượng ô nhiễm của một số nhà máy nêu trên, nhận thấy nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải thường không ổn định, phụ thuộc nhiều vào chủng loại nguyên liêu, đặc tính sản phẩm, trình độ công nghệ và thiết bị, kỹ thuật chế biến, nhu cầu sử dụng nước cũng như những đặc điểm riêng của từng cơ sở sản xuất. Mức độ nhiễm bẩn theo các chỉ tiêu ô nhiễm dao động rất lớn. So sánh kết quả của các thông số đánh giá ô nhiễm với TCVN 5945 – 2005 về giới hạn thông số và nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải công nghiệp áp dụng đối với nguồn loại B, cho thấy phần lớn vượt giới hạn cho phép nhiều lần: SS từ 1 – 5 lần, BOD5 3 – 18 lần, COD 2 – 14 lần, Nts đến 1,8 lần, Pts đến 4,2 lần và hàm lượng dầu mỡ động vật đến 2,6 lần. Với tỷ lệ BOD5/COD từ 0,6 – 0,7, cho thấy nước thải sản xuất tương đối thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật phân hủy các hợp chất hữu cơ. 2.2 MỘT SỐ GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NƯỚC VÀ GIẢM THIỂU Ô NHIỄM NƯỚC THẢI TRONG CBTS: 2.2.1 Quản lý nội vi: Thay thế phương thức vận chuyển nguyên liệu, phế liệu theo các máng thủy lực bằng các phương tiện vận chuyển như xe đẩy, thùng chứa, băng tải… 16
Đá bảo quản khi chuyển đến các bộ phận sản xuất cần sớm đưa vào sử dụng để giảm mất mát, hao hụt. Thay thế phương thức rửa nguyên liệu dưới vòi nước chảy liên tục trong quá trình xử lý chế biến bằng rửa trong các thùng, chậu, định kỳ thay nước rửa. Khóa chặt các van, tránh rò rỉ trong nhà xưởng Thu gom chất thải rắn hoặc phụ phẩm trước khi vệ sinh bằng nước. Vệ sinh nhà xưởng thiết bị bằng vòi phun áp lực cao. Huấn luyện kỹ thuật chế biến cho công nhân Giáo dục nâng cao nhận thức của công nhân về vấn đề tiết kiệm nước. 2.2.2 Kiểm soát quá trình: Kiểm tra chất lượng nguyên liệu trước khi chế biến Đảm bảo dây chuyền hợp lý, không phải chờ đông hoặc bảo quản đá Bảo ôn các đường ống dẫn tác nhân lạnh, dẫn dầu, cách nhiệt đúng cách các phòng lạnh. Sử dụng hợp lý lượng clorine để tẩy trùng Lắp đặt các van điều chỉnh lưu lượng tại các khu vực dùng nước nhằm kiểm soát việc tiêu dùng và mất mát nước Lắp đặt đồng hồ đo lưu lượng tổng và lưu lượng tại các phân xưởng, các thiết bị sử dụng nhiều nước. Thiết lập kế hoạch giám sát mức tiêu thụ nước. Xây dựng kế hoạch kiểm tra định kỳ hệ thống cấp nước, phát hiện và sữa chữa, thay thế kịp thời để chống thất thoát, rò rỉ. 2.2.3 Thu hồi, tái sử dụng: Tái sử dụng nước mạ băng, tách khuôn, xả đá, nước giải nhiệt cho các mục đích khác Sử dụng triệt để chất thải rắn bằng cách bán cho các cơ sở chế biến thức ăn gia súc. 2.2.4 Thay thế, cải tạo trang thiết bị và nhà xưởng theo hướng SXSH: Cải tạo nâng cao hiệu suất các trang thiết bị chế biến và sử dụng phù hợp với công nghệ sản xuất, tiết kiệm nguyên vật liệu. 17
Cải tạo hoặc lắp đặt mới hệ thống cung cấp nước đáp ứng được yêu cầu: riêng biệt các mục đích sử dụng, phân phối nước đều, đảm bảo lưu lượng, áp lực cần thiết và phải được kiểm soát bằng van, khóa và các thiết bị đo. Cải tạo hoặc xây mới hệ thống thoát nước. Đường thoát nước trong các phân xưởng được thiết kế sao cho: thuận lợi phân luồng các dòng thải có mức độ ô nhiễm khác nhau, kín và thoát nước tốt. 18
CHƯƠNG 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN 3.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI Nước thải thường chứa nhiều tạp chất khác nhau. Mục đích của xử lý nước thải là khử các tạp chất đó sao cho nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn ở mức chấp nhận được theo các chỉ tiêu đã đặt ra. Để đạt được mục đích, ta phân biệt ba phương pháp xử lý nước thải theo quy trình xử lý: - Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học - Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý - Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 3.1.1 Phương pháp xử lý cơ học: Phương pháp xử lý cơ học được sử dụng để tách các chất không hoà tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải. Những công trình xử lý cơ học bao gồm: • Song chắn rác, lưới lọc: dùng để chắn giữ tất cả các tạp chất có thể gây ra các sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm tắc bơm đường ống hay kênh dẫn. Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống. • Bể tách dầu mỡ: thường áp dụng khi xử lý nước thải có chứa dầu mỡ. Dầu mỡ trong nước thải thường nhẹ hơn nước và nổi lên trên mặt nước. Nước thải sau khi xử lý không được lẫn dầu mỡ mới được thải ra sông. Hơn nữa nước thải có lẫn dầu mỡ khi vào xử lý sinh học sẽ làm bít lỗ rỗng của vật liệu lọc và còn làm hỏng cấu trúc của bùn hoạt tính trong bể aerotank … • Bể điều hoà: được dùng để duy trì dòng thải vào gần như không đổi, khắc phục những vấn đề vận hành do sự dao động lưu lượng nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình ở cuối dây chuyền xử lý. • Quá trình lắng: trong xử lý nước thải, quá trình lắng được sử dụng để loại các tạp chất ở dạng huyền phù thô ra khỏi nước thải trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. Sự lắng của các hạt được xảy ra dưới tác dụng của trọng lực. Trong công nghệ xử lý nước thải, theo chức năng bể lắng được phân thành: bể lắng cát, bể lắng cấp I, bể lắng cấp II. Bể lắng cát được đặt sau song chắn rác và trước bể điều hoà có nhiệm vụ tách ra khỏi nước các chất bẩn vô cơ có trọng lượng riêng lớn như xỉ than, cát. Bể lắng cấp 19
I có nhiệm vụ tách các chất rắn hữu cơ và các chất rắn khác, còn bể lắng cấp II có nhiệm vụ tách bùn sinh học ra khỏi nước thải. • Tuyển nổi: là phương pháp dùng để loại bỏ tạp chất ra khỏi nước bằng cách tạo cho chúng khả năng dễ nổi lên mặt nước khi bám vào các bọt khí. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong luyện kim thu hồi khoáng sản quý và cũng được sử dụng trong xử lý nước thải tách các chất lơ lửng không tan hay một số chất keo… • Bể lọc dùng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải mà các bể lắng không thể loại được chúng. Có nhiều loại lọc: lọc chậm, lọc nhanh, lọc chân không, lọc ép… Người ta còn tách các hạt lơ lửng bằng cách tiến hành lắng chúng dưới tác dụng của các lực ly tâm trong các cyclon thuỷ lực hay máy ly tâm. Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học có thể loại bỏ khỏi nước thải được khoảng 60% các tạp chất không hoà tan và khoảng 20% BOD [6]. 3.1.2 Phương pháp xử lý hóa học và hoá lý: Cơ sở các phương pháp này là phản ứng hoá học, các quá trình hoá lý giữa chất bẩn với hoá chất được cho thêm vào. Theo giai đoạn và mức độ xử lý, phương pháp hóa học và hóa lý sẽ có tác động tăng cường quá trình xử lý cơ học hoặc sinh học. Những phản ứng diễn ra có thể là phản ứng oxy hóa - khử, các phản ứng tạo chất kết tủa hoặc các phản ứng phân hủy chất độc hại. Phương pháp này thường được áp dụng để xử lý nước thải công nghiệp. Tùy thuộc vào điều kiện địa phương và điều kiện vệ sinh cho phép, phương pháp xử lý hóa học và hóa lý có thể hoàn tất ở giai đoạn cuối cùng hoặc chỉ là giai đoạn sơ bộ ban đầu của việc xử lý nước thải. Một số phương pháp xử lý phổ biến: • Phương pháp oxi hoá khử: trong quá trình oxy hoá các chất độc hại trong nước thải được chuyển thành các chất ít độc hơn và tách ra khỏi nước. Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hoá học, do đó quá trình oxi hoá chỉ dùng được trong những trường hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước thải không thể tách bằng các phương pháp khác. Các phương pháp oxy hoá khử như: điện giải, ozon hoá… Keo tụ: khi các tạp chất trong nước thải có kích thước nhỏ hơn 10-4mm thì xử • lý bằng các phương pháp cơ học khó có được hiệu quả cao và phải tốn rất nhiều thời gian do vậy cần áp dụng phương pháp khác, đó là phương pháp keo tụ. Keo tụ là một phương pháp xử lý nước có sử dụng hóa chất , trong đó các hạt keo nhỏ lơ lửng trong nước nhờ tác dụng của chất keo tụ mà liên kết với nhau tạo thành bông keo có kích 20