BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ XỬ LÝ NITƠ TRONG
NƯỚC THẢI THỦY SẢN BẰNG MÔ HÌNH
KỴ - HIẾU KHÍ KẾT HỢP CẢI TIẾN

Ngành : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Các phương pháp xử lý Nitơ hiện nay.
4. Các yêu cầu chủ yếu :
Tìm hiểu về quy trình sản xuất ngành chế biến thủy sản.
Tìm hiểu về công nghệ xử lý nước thải thủy sản nói chung và xử lý Nitơ nói
riêng.
Xây dựng và chạy mô hình trên quy mô phòng thí nghiệm.
5. Kết quả tối thiểu phải có:
Xây dựng mô hình thực tế dựa trên bản thảo cad 3D.
Chạy mô hình với các tải trọng khác nhau.
Tính toán thông số động học sau khi kết thúc.
Ngày giao đề tài: 1/4/2013 Ngày nộp báo cáo: 17/7/2013
Chủ nhiệm ngành
(Ký và ghi rõ họ tên)

TP. HCM, ngày 1 tháng 4 năm 2013.

Giảng viên hướng dẫn chính
(Ký và ghi rõ họ tên) LỜI CAM ĐOAN
Kính gửi: Khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học của Trường Đại Học Kỹ
Thuật Công Nghệ TP. HCM
Tôi tên là: Trịnh Phú Lâm

hiện đồ án tốt nghiệp.
Để có được ngày hôm nay con xin gửi lời cảm ơn đến đấng sinh thành đã
dưỡng dục, dạy dỗ con nên người. Luôn kề vai sát cánh bên con, động viên những
lúc con gặp khó khăn, luôn dạy con những điều hay lẽ phải để con ngày càng hoàn
thiện và trưởng thành hơn trong cuộc sống.
Cuối cùng, em xin chúc toàn thể quý Thầy Cô trong Khoa Môi Trường và
Công Nghệ Sinh Học, Thầy ThS. Lâm Vĩnh Sơn, Cha Mẹ mọi điều tâm muốn, luôn
thành đạt trong công việc và cuộc sống.
Xin chân thành cảm ơn !
Tp.HCM, ngày 10 tháng 07 năm 2013
Sinh Viên

Trịnh Phú Lâm

L
Đồ án tốt nghiệp
i

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi
DANH MỤC BẢNG vii
DANH MỤC ĐỒ THỊ, HÌNH ẢNH ix
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề 2
2. Mục đích nghiên cứu 2
3. Nội dung nghiên cứu 2
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2
5. Phương pháp nghiên cứu 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH THỦY SẢN VÀ CÁC VẤN ĐỀ MÔI
TRƯỜNG

HIỆN NAY
2.1 Trạng thái tồn tại của Nitơ trong nước thải 31
2.2 Tác hại của Nitơ trong nước thải 34
2.2.1 Tác hại của Nitơ đối với sức khỏe cộng đồng 34
2.2.2 Tác hại của ô nhiễm Nitơ đối với môi trường 35
2.2.3 Tác hại của Nitơ đối với quá trình xử lý nước 36
Đồ án tốt nghiệp
iii

2.3 Các phương pháp xử lý Nitơ trong nước thải hiện nay 36
2.4 Kết luận 39
2.5 Xử lý nitơ trong nước thải bằng phương pháp sinh học 39
2.5.1 Cơ sở lý thuyết các quá trình xử lý nitơ bằng phương pháp
sinh học 39
2.5.2 Nitrat hóa 40
2.5.3 Khử nitrit và nitrat 41
2.6 Các dây chuyền và công trình xử lý nitơ trong nước thải 42
2.6.1 Dây chuyền công nghệ xử lý nitơ 42
2.6.2 Một số dạng công trình kết hợp xử lý BOD/N 45
2.6.2.1 Kênh oxy hoá tuần hoàn 45
2.6.2.2 Aerotank hoạt động gián đoạn theo mẻ (hệ SBR) 46
CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ
KẾT QUẢ
3.1 Mô hình nghiên cứu 48
3.1.1 Cấu tạo mô hình 48
3.1.2 Nguyên tắc hoạt động 48
3.1.2.1 Giai đoạn thích nghi 48
3.1.2.2 Giai đoạn xử lý 49
3.2 Phương pháp nghiên cứu 49
3.3.1 Giai đoạn chuẩn bị 49


Đồ án tốt nghiệp
vi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BOD : Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy sinh hoá
CBTS : Chế biến thủy sản
COD : Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hoá học
ĐBSCL : Đồng bằng sông Cửu Long
DO : Dissolved Oxygen Nồng độ oxy hoà tan
F/M : Food – Microganism Ratio Tỉ lệ thức ăn cho vi sinh vật
KCN : Khu công nghiệp
MLSS : Mixed Liquor Suspended Solid Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng
QCVN : Quy Chuẩn Việt Nam
SBR : Sequence Batch Reactors Bể Aeorotank hoạt động theo mẻ
SS : Suspended Solid Chất rắn lơ lửng
VSV : Vi sinh vật
XLNT : Xử lý nước thải

Đồ án tốt nghiệp
vii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Tình hình xuất khẩu thuỷ sản của Việt Nam từ năm 2002 đến năm
2006 6
Bảng 1.2 Lượng phế thải trung bình cho một tấn sản phẩm thuỷ sản 19
Bảng 1.3: Các dạng nước thải công nghiệp chế biến thủy hải sản 24
Bảng 1.4: Định mức nước thải trung bình cho 1 tấn sản phần thuỷ sản của một số
dạng công nghệ chế biến điển hình 24

Bảng 3.24: Số liệu xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 6h 74
Bảng 3.25: Số liệu xử lý N giai đoạn xử lý tải trọng 6h 75
Bảng 3.26: Số liệu xử lý P giai đoạn xử lý tải trọng 6h 76
Bảng 3.27: Số liệu xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 4h 78
Bảng 3.28: Số liệu xử lý N giai đoạn xử lý tải trọng 4h 79
Bảng 3.39: Số liệu COD ứng với thời gian lưu nước 80

Đồ án tốt nghiệp
ix

DANH MỤC ĐỒ THỊ, HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến thủy hải sản đông lạnh 9
Hình 1.2: Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến thủy hải sản đông lạnh dạng chín
11
Hình 1.3: Quy trình chế biến sản phẩm đồ hộp cá 13
Hình 1.4: Sơ đồ công nghệ chế biến thuỷ sản khô 14
Hình 1.5: Sơ đồ công nghệ chế biến bột cá theo phương pháp công nghiệp 15
Hình 1.6: Sơ đồ dây chuyền chế biến thủy hải sản nói chung 17
Hình 1.7. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy sản áp dụng công nghệ
sinh học hiếu khí với bùn hoạt tính lơ lửng 29
Hình 1.8. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy sản áp dụng công nghệ
sinh học kỵ khí kết hợp hiếu khí 29
Hình 1.9. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chế biến thủy sản áp dụng quá trình hóa
lý và công nghệ sinh học hiếu khí 30
Hình 2.1: Chu trình Nitơ trong tự nhiên 31
Hình 2.2: Quá trình chuyển hóa Nitơ trong nước thải 40
Hình 2.3: Sơ đồ dây chuyên xử lý Nitơ trong nước thải – Quá trình hậu phản 42
Hình 2.4: Sơ đồ dây chuyên xử lý Nitơ trong nước thải – Quá trình tiền phản 43
Hình 2.5: Sơ đồ dây chuyên xử lý Nitơ trong nước thải – Kết hợp 2 quá trình tiền

Hình 3.22: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý N giai đoạn xử lý tải trọng 12h 73
Đồ án tốt nghiệp
xi

Hình 3.23: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý P giai đoạn xử lý tải trọng 12h 74
Hình 3.24: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 6h 75
Hình 3.25: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý N giai đoạn xử lý tải trọng 6h 76
Hình 3.26: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý P giai đoạn xử lý tải trọng 6h 77
Hình 3.27: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý COD giai đoạn xử lý tải trọng 4h 78
Hình 3.28: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý N giai đoạn xử lý tải trọng 4h 79
Hình 3.29: Đồ thị biểu diễn hiệu quả xử lý COD theo thời gian lưu nước 80

Đồ án tốt nghiệp
1

MỞ ĐẦU

1. Đặt vấn đề
Trong nhiều thập niên qua ngành nuôi trồng, chế biến, và xuất khẩu thủy sản
trên cả nước đã phát triển mạnh mẽ đặc biệt ở khu vực ĐBSCL, biến nơi đây thành
một vùng trọng điểm về nuôi trồng thủy sản cho tiêu dùng và xuất khẩu của cả
nước. Để đáp ứng nhu cầu phát triển của ngành, hiện khu vực ĐBSCL có khoảng
189 nhà máy chế biến thủy sản, tổng công suất chế biến 1,2 triệu tấn/ năm. Hàng
năm thải ra môi trường khối lượng chất thải rất lớn gồm cả chất thải rắn (khoảng 1
triệu tấn), lỏng (khoảng 10 triệu m
3
) và khí đe doạ môi trường của vùng ĐBSCL.
Lượng chất thải này cần phải được xử lý trước khi thải vào môi trường. Đối với
ngành chế biến thủy hải sản, các công nghệ xử lý nước thải đang được triển khai
thường áp dụng các quá trình sinh học hiếu khí truyền thống như bùn hoạt tính, lọc

- Xây dựng mô hình và vận hành mô hình tại phòng thí nghiệm với nhiều tải
trọng khác nhau.
- Xử lý số liệu thực nghiệm và đưa ra kết luận về khả năng xử lý COD, N, P
của mô hình.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Nước thải thủy sản của doanh nghiệp tại khu công nghiệp Long Hậu.
- Sử dụng mô hình kỵ - hiếu khí kết hợp cải tiến ở quy mô phòng thí nghiệm.
5. Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp thu thập tài liệu: dữ liệu được thu thập từ kết quả nghiên cứu,
các tài liệu và các trang web liên quan.
Đồ án tốt nghiệp
3

- Phương pháp khảo sát thực địa: tiến hành khảo sát vể tính chất và thành phần
nước thải.
- Phương pháp xây dựng mô hình: vận hành mô hình mô phỏng ở quy mô
phòng thí nghiệm để xử lý nước thải.
- Phương pháp phân tích: các thông số đo và phương pháp phân tích tương
ứng bảng sau:
STT Thông số Phương pháp phân tích
1 pH Máy đo pH
2 COD Phương pháp đun kín (K
2
Cr
2
O
7
)
3 SS Phương pháp khối lượng
4 Nitơ tổng Phương pháp chưng cất Kjeldahl


Đồ án tốt nghiệp
5

1.1.1 Tình hình chế biến thuỷ sản
Chế biến thuỷ sản được hiểu là chế biến tất cả các loài thuỷ sản nước ngọt,
nước lợ và nước mặn thu hoạch từ hoạt động khai thác thuỷ sản và nuôi trồng thuỷ
sản. Chế biến thuỷ sản được phân thành hai nhóm sau:
Chế biến phục vụ tiêu dùng nội địa: Là hoạt động chế biến thuỷ sản nhằm
phục vụ nhu cầu tiêu thụ trong nước. Những năm trước đây, do phải nhập dây
chuyền đồng bộ từ nước ngoài nên chi phí cho hoạt động chế biến nội địa tương đối
cao, giá thành sản phẩm không phù hợp với sức mua của người dân trong nước. Gần
đây, ngành thuỷ sản đã chủ động phát triển công nghiệp cơ điện lạnh phục vụ thiết
bị cho chế biến thuỷ sản nội địa nên tình trạng này đã được khắc phục. Mặt khác, do
mức thu nhập tăng nên nhu cầu tiêu thụ cũng tăng theo, nhiều sản phẩm thuỷ sản
chế biến đã không còn phân biệt ranh giới giữa tiêu dùng nội địa và xuất khẩu.
Chế biến sản phẩm xuất khẩu: Là hoạt động chế biến thuỷ sản nhằm mục tiêu
xuất khẩu để thu ngoại tệ. Chế biến xuất khẩu là lĩnh vực phát triển rất nhanh. Hệ
thống các nhà máy chế biến xuất khẩu năm 2001 là 272 nhà máy với năng lực thu
hút nguyên liệu khoảng 500 nghìn tấn/năm. Đến năm 2003, cả nước có 332 cơ sở
chế biến thuỷ sản. Chất lượng sản phẩm thuỷ sản không ngừng được nâng lên do
các cơ sở chế biến ngày càng hiện đại, công nghiệp tiên tiến, quản lý theo tiêu
chuẩn quốc tế.
1.1.2 Tình hình xuất khẩu sản phẩm thuỷ sản
Trong nhiều năm qua, ngành chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam đã
nhanh chóng hoàn thành và hoàn thành vượt 4,3% so với mục tiêu kế hoạch 3,6 tỷ
USD do Chính phủ đề ra. Theo số liệu sơ bộ của Tổng cục Hải quan VN, năm 2007,
xuất khẩu thủy sản của cả nước đã đạt khoảng 925 nghìn tấn trị giá 3,756 tỷ USD,
tăng 12,2% về khối lượng và 14% về giá trị so với năm 2006. Tuy nhiên, trị giá xuất
khẩu trên khi được bổ sung đầy đủ rất có thể đạt đến mức 3,8 tỷ USD.

″ 115160,11 141798,66 108802,32 148611,5 146687,2
Hàng tươi
″ 9.3 143,74 - 117,8 49,7
Đồ án tốt nghiệp
7

sống
Mực đông
lạnh
″ 28561,54 21462,05 26726,62 27945,8 34991,7
Mực khô ″ 18920,44 9902,55 9793,97 11806,3 12063
Ruốc khô ″ 3883,17 3656,28 6972,17 7945,3 3980,3
Tôm đông
lạnh
″ 114579,98 124779,6 141122,03 149871,8 153172,9
Tôm hùm,
tôm vỗ
″ 971,89 33,2 - 1,1 13
Tôm khô ″ 303,26 84.6 1084,62 757,4 622,9
Xuất khẩu tấn 458657,98 482066,77 531325,85 636379,7 821680
(Nguồn: Tổng cục thống kê, 2007)
1.2 Quy trình chế biến thủy hải sản điển hình ở Việt Nam hiện nay
Hiện nay ngành công nghiệp chế biến thủy hải sản có rất nhiều loại hình công
nghệ sản xuất khác nhau, tuỳ theo loại hình và đặc tính của từng loại sản phẩm cần
sản xuất mà mỗi doanh nghiệp lựa chọn cho mình một loại hình công nghệ thích
hợp. Đưa vào quy trình công nghệ sản xuất của mỗi loại sản phẩm đó và cũng như
đặc trưng công nghệ sử dụng có một số loại hình công nghệ sau:
- Công nghệ chế biến thuỷ sản đông lạnh.
- Công nghệ chế biến thuỷ sản đóng hộp.
- Công nghệ chế biến thuỷ sản khô.


( Nguồn: Công nghệ chế biến thực phẩm thủy hải sản, tập 1 và 2. Nhà xuất bản
Thủy sản, 1990)
Hình 1.1: Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến thủy hải sản đông lạnh

Nước ngưng
Nước thải
Hoá chất khử trùng
(Clorin, Javen
)
Nước thải
Sản xuất nước

10

1.2.1.2 Sản phẩm thuỷ sản đông lạnh dạng chín
Nhìn chung, sản phẩm đông lạnh dạng chín về cơ bản không có sự khác biệt so
với sản phẩm đông lạnh dạng tươi ngoại trừ công đoạn xử lý nhiệt nguyên liệu bằng
thiết bị gia nhiệt, nồi hơi… Quy trình công nghệ chế biến sản phẩm thuỷ sản đông
lạnh dạng chín được mô tả trong hình 1.2