Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát, đánh giá và nghiên cứu xử lý nước thải chiết suất
Chitin từ vỏ đầu tôm ( công suất 400 m
3
/ngđ )
CHƯƠNG 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề :
Hiện nay, tải lương ô nhiễm do các xí nghiệp chế biến thuỷ sản nói chung
và do các cơ sở chế biến vỏ, đầu tôm nói riêng gây ra là rất lớn. Nếu như việc xả
thải không được quản lý tốt, không qua xử lý sẽ là thảm họa cho môi trường trên
các kênh rạch và môi trường sống cộng đồng khu vực xung quanh, cũng như môi
trường sống tự nhiên.
Với đặc thù về tải lượng ô nhiễm của nước thải ngành thủy sản là hàm
lượng BOD, COD cao, thêm vào đó là quy trình công nghệ sản suất lạc hậu, mang
tính thủ công, nên về cơ bản vẫn chưa giải quyết được vấn đề môi trường, chưa
đảm bảo vệ sinh nguồn nước theo quy đònh của nhà nước. Vì vậy, chất lượng nước
thải đổ vào hệ thống kênh rạch và các vùng xung quanh vốn đã ô nhiễm lại càng
ô nhiễm hơn. Do vậy, ngành chế biến thuỷ sản không chỉ đương đầu với những
khó khăn về công nghệ, kỹ thuật, về kinh tế mà còn về cả những yếu tố môi
trường.
Một trong những yêu cầu cấp thiết hiện nay đối với các cơ sở chế biến
thuỷ sản nói chung và các cơ sở chế biến đầu vỏ tôm nói riêng là cần phải đầu tư
dây chuyền công nghệ sản xuất, xây dựng hệ thống xử lý nước thải để có thể đáp
ứng được các yêu cầu về môi trường ( ít nhất là đáp ứng được các tiêu chuẩn xả
thải ).đ
1.2. Mục tiêu của đề tài:
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải của quá trình chiết xuất Chitin
từ vỏ đầu tôm với công suất 400 m
3
/ngđ
GVHD : KS - Nguyễn Trí Dũng Trang 1
1995 – 2003 tăng từ 6.664 tỷ đồng lên 24.125 tỷ đồng. Trong các hoạt động của
ngành, khai thác hải sản giữ vò trí rất quan trong. Sản lượng khai thác hải sản
trong 10 năm gần đây tăng liên tục với tốc độ tăng bình quân hằng năm khoảng
7.7% (giai đoạn 1991 -1995) và 10% (giai đoạn 1996 – 2003). Nuôi trồng thuỷ
sản đang ngày càng có vai trò quan trong hơn khai thác hải sản cả về sản lượng,
chất lượng cũng như tính chủ động trong sản xuất. Điều này tất yếu dẫn đến sự
chuyển đổi về cơ cấu sản xuất, ưu tiên phát triển các hoạt động kinh tế mũi nhọn
đem lại nhiều hiệu quả kinh tế cao.
Sự phát triển của nghành thuỷ sản đã tạo ra cơ hội việc làm và thu hút một
lực lương lao động đông đảo tham gia góp phần làm giảm làm giảm sức ép của
vấn đề việc làm cho người lao động trên phạm vi cả nước.
Theo số liệu thống kê của Tổng cục Hải quan, tính đến ngày 24/11/2006,
xuất khẩu thuỷ sản chính ngạch của Việt Nam đã vượt giá trò 3 tỉ USD, bằng
107% so với chỉ tiêu kế hoạch năm 2006.
GVHD : KS - Nguyễn Trí Dũng Trang 3
SVTH : Nguyễn Trung Hiếu
Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát, đánh giá và nghiên cứu xử lý nước thải chiết suất
Chitin từ vỏ đầu tôm ( công suất 400 m
3
/ngđ )
Nhật Bản dẫn đầu các nhà nhập khẩu với giá trò gần 747 triệu USD, chiếm
14.84% tổng thò phần; tiếp sau là thò trường Mỹ (576 triệu USD, 19.16%),
xtrâylia ( 110.9 triệu USD, 3.69% ), Nga (109.9 triệu USD, 3.66% ). Tổng xuất
khẩu qua khối thò trường các nước EU đạt 638.9 triệu USD chiếm 21.25 % thò
phần xuất khẩu. Trong đó Tôm vẫn là mặt hàng xuất khẩu chủ lựcvới 42.51% thò
phần, đạt 1 tỉ 280 triệu USD. Tiếp theo là sản phẩm cá đông lạnh ( gần 815 triệu
USD, 27.1% ); Mực đông lạnh (114.5 triệu USD, 3.81% ); cá Ngừ (91.5 triêu6
USD, 3.04% ).
2.1.1. Một số dây chuyền công nghệ sản xuất ngành chế biến thuỷ sản
Dán nhãn
Đóng gói
Bảo quản
Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát, đánh giá và nghiên cứu xử lý nước thải chiết suất
Chitin từ vỏ đầu tôm ( công suất 400 m
3
/ngđ )
Hình 2.2 :Dây chuyền chế biến các sản phẩm thuỷ sản đóng hộp
2.2 Các vấn đề môi trường do ngành chế biến thuỷ sản gây ra:
2.2.1. 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, coliforms, chỉ số
BOD, COD, pH, tổng Nitơ, tổng Phospho
Bảng 2.1: Kết quả phân tích nước thải tại một số cơ sở chế biến thuỷ hải sản của
Hải Phòng
Thông số
Cty thương mại tư
nhân Minh Châu
Cty cổ phần đồ hộp
Hạ Long
Cty CBTS xuất
khẩu Hải Phòng
BOD
5
(mg/l) 1.053 1.040 777
COD (mg/l) 1.255 1.307 851
Tổng P
(mg/l)
15,83 27,67 41
dự phòng, lượng khí gas hay than củi để sấy thuỷ hải sản (hàng khô), Mùi (Cl
2
,
NH
3
, H
2
S) phát sinh chủ yếu từ quá trình khử trùng, từ hệ thống làm lạnh và từ
quá trình phân huỷ các protein trong phế phẩm thuỷ hải sản.
2.2.3. Khói 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 CO
2
, CO, SO
x
, NO
2
, bụi than và một số chất hữu cơ dễ bay
hơi.
Khói thải phát tán ra môi trường xung quanh, gây các bệnh về hô hấp,
phổi, Ngoài ra khí CO
2
thải ra từ các khu công nghiệp còn là nguyên nhân chính
gây hiệu ứng nhà kính.
2.2.4. Chất thải rắn:
Chất thải rắn chủ yếu là các thành phần hữu cơ, dễ lên men, gây thối rữa
và tạo mùi khó chòu, ảnh hưởng đến môi trường đất, nước, không khí, đây cũng là
nguồn lây lan các dòch bệnh.
GVHD : KS - Nguyễn Trí Dũng Trang 7
SVTH : Nguyễn Trung Hiếu
GVHD : KS - Nguyễn Trí Dũng Trang 8
SVTH : Nguyễn Trung Hiếu
Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát, đánh giá và nghiên cứu xử lý nước thải chiết suất
Chitin từ vỏ đầu tôm ( công suất 400 m
3
/ngđ )
Tiếng ồn và độ rung thường gây ảnh hưởng trực tiếp đến thính giác, làm
giảm thính lực của người lao động, giảm hiệu suất làm việc, và phát sinh nhiều
chứng bệnh khác. Tác động của tiếng ồn có biểu hiện qua phản xạ của hệ thần
kinh hoặc gây trở ngại đến hoạt động của hệ thần kinh, khả năng đònh hướng, giữ
thăng bằng qua đó ảnh hưởng đến năng suất lao động. Tiếng ồn quá lớn có thể
gây tổn thương cho màng nhó.
2.3. Thành phần và tính chất nước thải của ngành chế biến thuỷ sản:
Đối với các khâu chế biến cơ bản, nguồn thải chính là khâu xử lý và bảo
quản nguyên liệu trước khi chế biến, khâu rã đông, làm vệ sinh thiết bò nhà
xưởng. Đối với hoạt động đóng hộp, ngoài các nguồn ô nhiễm ở các khâu như
trên còn có khâu rót nước sốt, nước muối, dầu…. Các nguồn thải chính từ sản xuất
bột cá và dầu cá là nước máu từ khâu bốc dỡ, bảo quản cá và đặc biệt là dòng
thải công đoạn ly tâm nước ngưng tụ, các thiết bò cô đặc.
Nước thải của ngành 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 phốtphát và nitrat.
Dòng thải từ chế biến thuỷ sản còn chứa những mẫu vụn thòt xương nguyên liệu
chế biến, máu chất béo, các chất hoà tan từ nội tạng cũng như những chất tẩy rửa
cùngø các tác nhân làm sạch khác.
Một số kết quả phân tích thành phần và tính chất nước thải thuỷ hải sản:
Bảng 2.3: Thành phần và tính chất nước thải xí nghiệp đông lạnh Cầu Tre
Chỉ tiêu Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4
pH 5,28 6,62 6,23 7,29
Độ kiềm, mgCaCO
COD, mg/l 1110 1442 1573 986
(Nguồn: báo cáo khoa học, Dự án xây dựng trạm Xử lý Nước thải Công nghiệp
Thực phẩm – Xí nghiệp Cầu Tre)
Ghi chú:
Mẫu 1: Nước nước ngâm NA
Mẫu 2: Nước thải xả chung.
Mẫu 3: Nước thải phân xưởng hải sản đông lạnh (cống chung 2)
Mẫu 4:Cống xả phân xưởng hải sản đông lạnh.
Bảng 2.4 : kết quả phân tích mẫu nức thải chế biến vỏ đầu tôm
Chỉ tiêu Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4
pH 12.49 7.68 7.22 11.97
COD (mg/l ) 656 7920 13120 3320
BOD
5
(mg/l) 282 4575 8700 1950
SS (mg/l ) 550 1415 1518 462
Coliforms
(MPN/100ml)
KPH
(LOD=3)
46*10
4
93*10
6
93
Độ màu ( Pt Co) 5520 1460 1330 2027
Tổng Nitơ (mg/l) 402.5 586.5 501.7 161.9
Tổng Phospho mg/l) 8.85 8.33 26.99 0.22
( Nguồn : công ty TNHH KT & CN TÍN ĐẠT )
Ghi chú:
3.1.1 Nguồn nguyên liệu sản xuất
Nguồn nguyên liệu sử dụng trong sản xuất là vỏ tôm, dầu tôm…. Vỏ tôm có
nguồn từ các cơ sởû sản xuất, chế biến thuỷ hải sản, trước đây chúng chỉ sử dụng
làm thức ăn gia súc, nhưng hiện nay công ty Hiệp Thành Phát sử dụng nguồn
nguyên liệu này để sản xuất Chitin.
Nguồn nguyên liệu vỏ tôm có hai loại : loại đã nấu chín và loại vỏ tôm
đông lạnh.
Hình 3.1 vỏ tôm nguyên liệu chứa trong các ô
3.1.2 Công suất sản xuất
Công ty Hiệp Thành Phát hiện có 10 hồ chứa phục vụ sản xuất. Công suất
mỗi hồ từ 6- 9 tấn/ngày, tổng công suất chung của công ty khoảng 90 tấn/ngày.
GVHD : KS - Nguyễn Trí Dũng Trang 12
SVTH : Nguyễn Trung Hiếu
Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát, đánh giá và nghiên cứu xử lý nước thải chiết suất
Chitin từ vỏ đầu tôm ( công suất 400 m
3
/ngđ )
Trung bình mỗi tháng công ty cần khoảng 3000 tâùn nguyên liệu. Với 60-90 tấn
nguyên liệu có thể sản xuất được 2-3 tấn Chitin hoặc Glucozamine.
Hình 3.2 : các ô chứa nguyên liệu đang hoạt động
Hình 3.3 : công đoạn rửa NaOH
3.2. Khảo sát và lấy mẫu
3.2.1 Lưu lượng nước thải
GVHD : KS - Nguyễn Trí Dũng Trang 13
SVTH : Nguyễn Trung Hiếu
Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát, đánh giá và nghiên cứu xử lý nước thải chiết suất
Chitin từ vỏ đầu tôm ( công suất 400 m
3
đường đất
Nhà cơng nhân
Sân
phơi
Sơng
Hồ
chứa
Cổng
gg
tập
trung
nước
thải
Nhà
điều
hành
Nh à
xưởn
g
WC
Cổng
trước
Đường
Cụm bể
Cụm bể
Cụm bể
hố thu
Đất
Vườn
SVTH : Nguyễn Trung Hiếu
Vỏ tơm đơng lạnh xử lý
trong vòng 6 giờ
Ngâm HCl
Rửa nước
Ngâm NaOH
Rửa nước
Vơ bao
Ép hoặc ly tâm
Phơi khơ hoặc sấy
Packing
Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát, đánh giá và nghiên cứu xử lý nước thải chiết suất
Chitin từ vỏ đầu tôm ( công suất 400 m
3
/ngđ )
Hình 3.7 : sơ đồ dây chuyền sản xuất trong 6 giờ
3.3.2 quy trình chế biến sau 6 giờ
Vỏ tôm đông lạnh được sơ chế sau 6 giờ kể từ khi cho vào bể. Dung dòch
NaOH được cho vào bể nhằm khử protein, giảm mùi hôi, dung dòch NaOH được
GVHD : KS - Nguyễn Trí Dũng Trang 17
SVTH : Nguyễn Trung Hiếu
Nồi hơi
DD HCl
Hồn lưu
DD NaOH
Hồn lưu
Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát, đánh giá và nghiên cứu xử lý nước thải chiết suất
Chitin từ vỏ đầu tôm ( công suất 400 m
3.4.1.1. Nước thải sinh hoạt:
GVHD : KS - Nguyễn Trí Dũng Trang 19
SVTH : Nguyễn Trung Hiếu
Nồi hơi
DD NaOH
Hồn lưu
DD HCl
Hồn lưu
Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát, đánh giá và nghiên cứu xử lý nước thải chiết suất
Chitin từ vỏ đầu tôm ( công suất 400 m
3
/ngđ )
Nguồn : hoạt động tắm, giặt, vệ sinh của công nhân
Lưu lượng : không dáng kể so với hoạt độn sản xuất
3.4.1.2. Nước thải sản xuất:
Nguồn : các công đoạn ngâm, rủa nguyên liệu, công đoạn ép hoặc quay li
tâm, rửa bao…
Lưu lượng : lưu lượng thải trung bình hiện tại khoảng 250 m
3
/ngàêm.
3.4.2. Chất thải rắn:
Không đáng kể, chủ yếu là rác thải sinh hoạt
3.4.3. Các nguồn gây ô nhiễm môi trường không khí:
Hơi acid, base trong công đoạn ngâm nguyên liệu
Mùi, chủ yếu do quá trình phân huỷ protein, lipid, axit amin trong nguyên
liệu trước chế biến
3.4.4. Các yếu tố khác:
3.4.4.1. Tiếng ồn :
Chủ yếu từ công đoạn quay li tâm
Thường áp dụng giai đoạn đầu của quá trình xử lý dùng để loại các tạp
chất không tan, cả vô cơ lẫn hữu cơ có trong nước thải.
Nhiệm vụ của giai đoạn này là loại tất cả các vật có thể gây tắc nghẽn
đường ống, làm hư máy bơm cũng như làm giảm hiệu quả xử lý cuả giai đoạn
sau.
GVHD : KS - Nguyễn Trí Dũng Trang 21
SVTH : Nguyễn Trung Hiếu
Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát, đánh giá và nghiên cứu xử lý nước thải chiết suất
Chitin từ vỏ đầu tôm ( công suất 400 m
3
/ngđ )
Tuỳ theo đặc điểm, kích thước của các loại cặn trong nước thải mà có thể
ứng dụng các quá trình và công trình sau:
4.2.1.1. Song chắn rác và lưới chắn rác
Song chắn và lưới chắn rác được đặt trước trạm bơm hay hầm bơm tiếp
nhận hay bể chứa, chúng có khả năng chắn giữ nhửng cặn bẩn có kích thước lớn
hay ở dạng sợi.
Song chắn và lưới chắn rác là một hệ thống gồm những thanh kim loại đặt
song song với nhau trong một khung thép hình chữ nhật. Khoảng cách giữa các
khe được tính toán tuỳ thuộc vào kích thước cặn cần loại bỏ.
4.2.1.2. Lắng:
Quá trình lắng thường được ứng dụng để tách các chất rắn lơ lửng ra khỏi
nước thải dựa trên nguyên tắc sự khác nhau về trọng lượng giữa các hạt cặn lơ
lửng và nước. Chất lơ lửng nặng hơn sẽ từ từ lắng xuống đáy, còn chất lơ lửng
nhẹ hơn sẽ ở phía trên. Quá trình lắng có thể loại bỏ đến 60% lượng cặn bẩn, cặn
lơ lửng trong nước thải, có thể giảm 20% BOD
Đối với quá trình lắng người ta thường các loại bể lắng như:
Bể lắng ngang:
Bể này có dạng hình chữ nhật, có thể làm bằng các loại vật liệu khác nhau
3
/ngày.đêm.
Hiệu quả lắngcó thể đạt 60%.
Có thể nâng cao hiệu quả lắng bằng cách tăng vận tốc lắng nhờ chất keo
tụ và đông tụ hoặc giảm độ nhớt của nước thải bằng cách gia nhiệt.
4.2.1.3. Lọc:
Quá trình lọc thường ứng dụng để loại bỏ cặïn lơ lửng trong dòng thải ra từ
bể lắng. Dòng nước thải được cho đi qua lớp vật liệu lọc bằng cát thạch anh với
cấp phối khác nhau hoặc than antrasit ( than hoạt tính ).chính lớp vật liệu lọc có
tác dụng giữ lại những hạt cặn không lắng được còn lại sau quá trình lắng
Một số quá trình lọc thường được sử dụng trong xử lý :
• Quá trình lọc nhanh
• Quá trình lọc chậm
GVHD : KS - Nguyễn Trí Dũng Trang 23
SVTH : Nguyễn Trung Hiếu
Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát, đánh giá và nghiên cứu xử lý nước thải chiết suất
Chitin từ vỏ đầu tôm ( công suất 400 m
3
/ngđ )
• Quá trình lọc khô
Do giá thành xử lý cao nên quá trình lọc ít được ứng dụng trong xử lý nước
thải. Tuy nhiên, trong một số trường hợp khi kết hợp xử lý với việc tái sử dụng
hay thu hồi một số thành phần trong nước thải hoặc cần thiết phải tái sử dụng
nguồn nước thì phương pháp này vẫn được áp dụng.
4.2.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý:
Phương pháp hoá lý thường được ứng dụng cả trong xử lý nứơc cấp và nước
thải. Bản chất của quá trình xử lý hoá lý là áp dụng các quá trình vật lý và hóa
học để loại bỏ các chất ô nhiễm ra khỏi môi trường nước.
Đối với nứơc thải công nghiệp thì phương pháp thường được áp dụng nhiều
- pH.
- Bản chất của hệ keo
- Sự có mặt của các ion khác trong nước.
- Thành phần của các chất hữu cơ có chứa trong nước.
- Nhiệt độ
Các phương pháp keo tụ có thể là do keo tụ điện ly, keo tụ bằng hệ keo
ngược dấu. Trong quá trình xử lý bằng chất keo tụ, sau khi kết thúc giai đoạn
thủy phân, giai đoạn hình thành bông cặn bắt đầu diễn ra. Để tạo điều kiện thuận
lợi cho việc hình thành bông cặn, người ta xây dựng dựng các bể phản ứng với
mục đích đáp ứng các yêu cầu của chế độ keo tụ tối ưu, phụ thuộc vào phương
pháp khuấy trộn, bể phản ứng sẽ được phân thành 2 loại thuỷ lực và cơ khí.
Có thể làm trong và khử màu nước thải bằng cách dùng các chất keo tụ và
các chất trợ keo tụ để liên kết các chất bẩn ở dạng lơ lửng và keo thành những
bông cặn có kích thước lớn hơn. Những bông cặn khi lắng xuống kéo theo các
chất phân tán không tan.
4.2.2.2. Tuyển nổi:
Phương pháp tuyển nổi thường được áp dụng để loại bỏ các chất rắn lơ
lửng mòn, dầu mỡ ra khỏi nứơc thải.
Bản chất của quá trình tuyển nổi ngược lại với quá trình lắng. Quá trình
này được thực hiện bằng cách đưa các hạt khí mòn vào trong pha lỏng đến khi lực
đẩy nổi đủ lớn để đẩy nổi các hạt cặn, hạt chất lỏng (dầu mỡ…) dính bám cùng
bọt khí lên trên bề mặt.
GVHD : KS - Nguyễn Trí Dũng Trang 25
SVTH : Nguyễn Trung Hiếu
Copyright: Tài liệu đại học ©