›
›

Tóm tắt Luận văn Nghiên cứu khả năng xử lý nước từ hoạt động chế biến thủy sản bằng công nghệ hybrid (Lai hợp giữa phương pháp lọc sinh học và Aerotank)

Download
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO  
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG  
NGUYỄN VĂN LỢI  
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ  
HYBRID (LỌC SINH HỌC – AEROTANK)  
TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN  
TẠI ĐÀ NẴNG  
Chuyên ngành: Công nghệ Môi trường  
Mã số:  
60.85.06  
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT  
Đà Nẵng, Năm 2013  
Công trình được hoàn thành tại  
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG  
Người hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN VĂN QUANG  
Phản biện 1: GS.TS. ĐẶNG KIM CHI  
Phản biện 2: PGS.TS. TRẦN CÁT  
Luận văn được bảo vệ tại Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp  
Thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 25 tháng 5  
năm 2013  
* Có thể tìm hiểu luận văn tại :  
- Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng  
1
MỞ ĐẦU  
1. Lý do chọn đề tài  
Hiện nay, hầu hết nước thải từ các nhà máy chế biến thủy sản  
trong KCN dịch vụ thủy sản Thọ Quang Đà Nẵng vẫn chưa được xử  
lý đạt yêu cầu, trạm xử lý nước thải tập trung quá tải, thường xuyên  
xảy ra các sự cố về kỹ thuật. KCN Dịch vụ thủy sản Thọ Quang đang  
là điểm nóng về môi trường của thành phố.  
Nghiên cứu khả năng xử lý nước từ hoạt động chế biến thủy  
sản bằng công nghệ hybrid (lai hợp giữa phương pháp lọc sinh  
học và Aerotank) nhằm tận dụng ưu điểm của công nghệ sinh  
trưởng lơ lửng và sinh trưởng bám dính trong cùng một hệ thống bể  
hiếu khí để nâng cao hiệu quả xử lý, tăng khả năng chịu sốc tải, nâng  
cao khả năng xử lý nitơ và photpho của công trình;  
2. Mục tiêu nghiên cứu  
2.1. Mục tiêu tổng quát  
Nghiên cứu khả năng kết hợp của nhiều công nghệ xử lý trong  
cùng một bể xử lý;  
Nghiên cứu xử lý nước thải thủy sản bằng mô hình hybrid làm cơ  
sở cho việc đưa ra các đề xuất công nghệ xử lý nước thải của các nhà  
máy chế biến thủy sản;  
2.2. Mục tiêu cụ thể  
- Khả năng bám dính của các loại vật liệu được sử dụng;  
- Đánh giá hiệu quả xử lý COD, N-NH3 của công nghệ hybrid;  
- Xác định thời gian lưu, tải trọng vận hành tối ưu của công nghệ;  
- Xác định khả năng chịu sốc tải của mô hình;  
- Xác định lượng bùn phát sinh của công nghệ hybrid;  
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu  
3.1. Đối tượng nghiên cứu  
2
Nước thải của Công ty TNHH chế biến Thực phẩm D & N.  
3.2.Phạm vi nghiên cứu  
Nghiên cứu quá trình sinh hóa trên mô hình hybrid tại phòng thí  
nghiệm của Khoa môi trường trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng.  
4. Phương pháp nghiên cứu  
4.1 Phương pháp kế thừa  
4.2 Phương pháp thực nghiệm trên mô hình;  
4.3 Phương pháp phân tích thực nghiệm tại phòng thí nghiệm:  
4.4 Xử lý số liệu  
a) Tính toán lượng bùn dư lấy ra hằng ngày trong các mô hình  
thực nghiệm:  
V =  
;
(C 30)Vb 1000  
Trong đó:  
- V: Thể tích bùn dư cần lấy ra (ml);  
- C: phần trăm thể tích bùn đo được với thời gian lắng 30 phút;  
- 30% là thể tích bùn cần duy trì trong bể;  
- Vb: Là thể tích phần nước trong bể phản ứng;  
b) Tính toán hiệu quả xử lý:  
C0 Cr  
E(%)   
100%  
C0  
Trong đó:  
E: Hiệu quả xử lý của mô hình (%);  
C0: Nồng độ chất thải đầu vào (COD, hoặc N-NH3);  
Cr: Nồng độ chất thải sau xử lý (đầu ra) (COD, hoặc N-NH3);  
c) Thời gian lưu thủy lực: HRT (Hydraulic retention time)  
[
 
                       
H            
 
 
                        
 
     
3
d) Thời gian lưu bùn (với các hệ có hồi lưu hay thể bám):  
                         
      
                              
e) Tải trọng vận hành:  
QxC  
V.1000  
(kg / m3.ngàydêm)  
Tr =  
Trong đó:  
Tr: Tải trọng vận hành của hệ thống (kg/m3.ngàyđêm);  
Q: Lưu lượng nước thải nạp vào hệ thống (m3/ngàyđêm);  
C: Nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải đầu vào (mg/lit);  
V: Thể tích bể xử lý; (m3)  
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài  
Đánh giá thêm khả năng kết hợp của nhiều công nghệ xử lý trong  
cùng một công trình nhằm nâng cao hiệu quả xử lý, giảm diện tích  
xây dựng.  
Là cơ sở thiết thực cho phép các doanh nghiệp, nhà máy chế biến  
thủy sản làm căn cứ lựa chọn công nghệ xử lý cho phù hợp với tình  
hình hoạt động sản xuất của mình trong quá trình đầu tư mới hay  
nâng cấp hệ thống xử lý nước thải, chủ động trong công tác xử lý  
nước thải thay vì phải phụ thuộc vào trạm xử lý nước thải tập trung  
như hiện nay.  
6. Cấu trúc luận văn  
CHƯƠNG 1  
TỔNG QUAN  
1.1 KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH CHẾ BIẾN THỦY SẢN VÀ  
NHỮNG ẢNH HƯỞNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG  
1.1.1 Khái quát về ngành chế biến thủy sản  
1.1.2 Một số quy trình trong hoạt động chế biến thủy sản  
4
1.1.3 Thành phần và tính chất của nước thải từ hoạt động chế  
biến thủy hải sản  
a) Thành phần nước thải từ công nghiệp chế biến thủy  
Nước thải từ các nhà máy chế biến thuỷ sản có các chỉ số ô nhiễm  
cao hơn so với tiêu chuẩn nước thải công nghiệp loại B dùng cho  
nuôi trồng thuỷ hải sản (QCVN 11:2009/BTNMT) như BOD5 vượt  
từ 10 – 30 lần, COD từ 9 - 19 lần. Nitơ tổng có nơi cao hơn đến 9 lần  
b) Lưu lượng phát thải nước thải từ ngành công nghiệp chế  
biến thủy sản  
Cá da trơn: 5-7 m3/tấn sản phẩm; tôm đông lạnh: 4-6 m3/tấn sản  
phẩm; surimi: 20-25 m3/tấn sản phẩm; thuỷ sản đông lạnh hỗn hợp:  
4-6 m3/tấn sản phẩm.  
1.1.4 Ảnh hưởng của nước thải từ hoạt động chế biến thủy sản  
1.2 PHƯƠNG PHÁP VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI  
TỪ NGÀNH CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN THỦY SẢN  
1.2.1 Phương pháp cơ học  
1.2.2 Phương pháp hóa học  
1.2.3 Phương pháp hóa lý  
1.2.4 Phương pháp sinh học  
1.3. CÁC KĨ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG  
PHÁP SINH HỌC  
1.3.1. Bể hiếu khí có bùn hoạt tính – Bể Aerotank  
1.3.2. Lọc sinh học  
1.3.3 Quá trình xử lý sinh học kỵ khí – Bể UASB  
1.3.4 Phương pháp loại bỏ nitơ  
1.4 TỔNG QUAN VỀ HYBRID VÀ HỆ HYBRID LỌC SINH  
HỌC – AEROTANK  
Đa số các hệ thống hybrid được hoạt động theo công nghệ:  
5
- Kết hợp sinh trưởng lơ lửng và sinh trưởng bám dính trên cùng  
một hệ thống xử lý kị khí hoặc hiếu khí.  
- Kết hợp sinh học và hấp phụ, sử dụng các chất mang có diện  
tích bề mặt riêng lớn.  
- Kết hợp sinh học và các phương pháp công nghệ bậc cao như  
màng lọc, thẩm thấu ngược.  
- Kết hợp sinh học kị khí, thiếu khí và hiếu khí trong cùng một hệ  
thống xử lý.  
1.4.1 Công nghệ kỵ khí hai giai đoạn (acid hóa + lọc kỵ khí)  
1.4.2 UASB + lọc kỵ khí  
1.4.3 Hệ Hybrid Lọc Màng, Kị Khí  
1.4.4 Hybrid Baffled /UASB reactor:  
1.4.5 Công nghệ MBBR  
1.4.6 Bùn hoạt tính + lọc sinh học  
1.5 MỘT SỐ QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI THỦY SẢN  
ĐANG ÁP DỤNG TẠI VIỆT NAM VÀ ĐÀ NẴNG  
1.5.1 Một số quy trình công nghệ xử lý nước thải thủy sản  
đang áp dụng tại Việt Nam  
- Công nghệ lọc yếm khí kết hợp hồ sinh học;  
- Công nghệ sinh học hiếu khí bùn hoạt tính lơ lửng hay kết hợp  
kỵ khí và hiếu khí;  
- Quá trình hóa lý (keo tụ/tạo bông hay tuyển nổi kết hợp keo tụ)  
kết hợp với quá trình sinh học hiếu khí;  
1.5.2 Một số quy trình công nghệ xử lý nước thải thủy sản  
đang áp dụng tại Đà Nẵng  
Tại Đà Nẵng, hầu hết các nhà máy chế biến thủy sản thường lựa  
chọn công nghệ sinh học hiếu khí bùn hoạt tính lơ lửng hay kết hợp  
kỵ khí và hiếu khí. Một số doanh nghiệp chỉ xử lý sơ bộ nước thải  
6
bằng biện pháp keo tụ, tạo bông rồi đấu nối vào hệ thống xử lý nước  
thải tập trung của KCN;  
Theo đánh giá chung, hầu hết các công trình xử lý nước thải của  
các nhà máy chế biến thủy sản trên địa bàn thành phố hiện nay hoạt  
động vẫn chưa đạt hiệu quả;  
CHƯƠNG 2  
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  
2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU  
2.1.1 Giới thiệu sơ bộ về Công ty TNHH chế biến Thực phẩm  
D & N (DANIFOODS).  
2.1.2 Chất lượng nước thải từ hoạt động sản xuất, chế biến  
thủy sản của Công ty TNHH chế biến Thực phẩm D & N.  
2.1.3 Tình hình thu gom và xử lý nước thải của Công ty  
2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU  
- Xác định tính chất của các loại nước thải trong hoạt động chế  
biến thủy sản của Công ty TNHH chế biến Thực phẩm D & N;  
- Đánh giá khả năng bám dính của bùn trên các loại vật liệu lọc;  
+
- Đánh giá và so sánh hiệu quả xử lý COD, N-NH4 giữa hai công  
nghệ: công nghệ Aeratank truyền thống và công nghệ hybrid;  
Nội dung các thí nghiệm được thực hiện:  
Thí nghiệm 1: Xác định tính chất của các loại nước thải khác  
nhau trong hoạt động chế biến thủy sản của Công ty TNHH chế biến  
Thực phẩm D & N;  
Thí nghiệm 2: Sơ bộ xác định khả năng bám dính của các loại vật  
liệu lọc khác nhau;  
Thí nghiệm 3: Xác định thời gian lưu tối ưu;  
Thí nghiệm 4: Xác định hiệu quả xử lý khi thay đổi thời gian lưu  
từ 6h, 8h, 10h, 12h, 14h;  
Thí nghiệm 5: Xác định tải trọng tối ưu của mô hình;  
7
Thí nghiệm 6: Xác định hiệu quả xử lý với thời gian lưu 24h,  
COD đầu vào có nồng độ 2.000mg/l;  
2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  
Nghiên cứu trên mô hình thực nghiệm;  
2.3.1 Xác định tính chất của các loại nước thải  
Với mỗi loại nước thải được lấy mẫu 03 lần tại các thời điểm  
khác nhau trong ngày.  
2.3.2 Xác định khả năng bám dính của các loại vật liệu lọc;  
Hình 2.1 - Mô hình, các thiết bị được sử dụng để thí nghiệm khả  
năng bám dính  
Nghiên cứu thực hiện trên 4 loại vật liệu lọc bao gồm:  
+ Nhựa PVC đen (Black MBBR filter media)  
Diện tích bề mặt riêng > 800m2/m3, khối lượng riêng  
155kg/m3, màu trắng, thể tích chiếm chỗ: 180ml vật  
liệu/1 lít thể tích vật liệu; Hạt vật liệu nổi trên mặt  
nước;  
Nguồn gốc: Việt Nam  
+ Nhựa PE trắng (PE 04)  
Có diện tích bề mặt riêng > 800m2/m3, khối lượng  
riêng 155kg/m3, màu trắng, thể tích chiếm chỗ: 180ml  
vật liệu/1 lít thể tích vật liệu; Hạt vật liệu nổi trên mặt  
nước;  
Nguồn gốc: Việt Nam  
+ Vật liệu xốp (tấm xốp cắt nhỏ)  
8
Chưa xác định được diện tích bề mặt riêng, độ xốp cao,  
hút nước tốt, có thể tích chiếm chỗ: 250ml/1 lít thể tích  
vật liệu, chìm trong nước, có sức cản lớn khó cho dòng  
nước chảy qua;  
Nguồn gốc: Khoa Môi trường.  
+ Vật liệu xốp nổi  
Độ xốp lớn, nổi trên mặt nước, kích thước hạt vật liệu  
0,7cm x 0,7cm x 0,5cm; Diện tích chiếm chỗ: 450ml/1  
lít thể tích vật liệu.  
Nguồn gốc: Công ty Metawater  
2.3.3 Xác định thông số vận hành, đánh giá hiệu quả xử lý của  
công nghệ;  
Hình 2.2 - Sơ đồ bố trí mô hình Hybrid và Aerotank đối chứng  
Ghi chú:  
1 – Bơm định lượng cấp nước  
3 – Bể Aerotank  
2 – Máy sục khí  
4 – Bể lắng  
5 – Nước sau lắng  
6 – Phần thể tích vật liệu  
V1 – Van hồi lưu bùn từ bể lắng về bể V2 – Hồi lưu bùn từ bể 5  
xử lý về bể 3 (nếu có)  
9
2.3.4 Vận hành mô hình thực nghiệm;  
2.3.5 Mô tả tóm tắt ý nghĩa, thời gian và các bước tiến hành  
thực nghiệm;  
CHƯƠNG 3  
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN  
3.1 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN  
NƯỚC THẢI  
Bảng 3.1 - Tính chất nước thải từ hoạt động chế biến thủy sản  
3.2 KẾT QUẢ CỦA THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ  
BÁM DÍNH  
Hình 3.2–Biểu đồ lượng bùn bám dính trên vật liệu các ngày TN  
Nhận xét:  
Lượng bùn bám dính trên vật liệu lọc có xu hướng tăng theo thời  
gian thực nghiệm, giai đoạn đầu do chưa có bùn bám dính nên lượng  
bùn bám dính tăng nhanh (từ ngày 1 đến ngày 4), nhưng càng về sau  
bắt đầu có dấu hiệu chậm lại. Từ ngày thứ 5 đến ngày thứ 8 lượng  
bùn bám dính không có dấu hiệu gia tăng;  
10  
Các loại vật liệu đêm thực nghiệm đều có khả năng bám dính bùn  
tốt (từ 0,57 ÷ 0,63 lít bùn/lít vật liệu lọc). Trong các loại vật liệu đem  
thực nghiệm thì vật liệu xốp có lượng bùn bám dính lớn nhất; các  
loại vật liệu còn lại: PVC đen, VL nổi, PE trắng có mức độ bám dính  
chênh lệch không đáng kể;  
3.3. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH THỜI GIAN LƯU  
NƯỚC TỐI ƯU  
Hình 3.3 - COD đầu ra của mô hình Hybrid dùng vật liệu PE trắng và  
mô hình Aerotank đối chứng theo thời gian lưu nước  
11  
Hình 3.4 – So sánh hiệu quả xử lý theo COD của các mô hình theo  
thời gian lưu nước  
Hình 3.5 – So sánh chất lượng N-NH3 trong nước đầu ra giữa Hybrid  
và mô hình đối chứng  
12  
Hình 3.6 – So sánh hiệu quả xử lý theo N – NH3 của các mô hình  
Nhận xét:  
Khi tăng thời gian lưu nước từ 0h đến 24h, hiệu quả xử lý theo  
COD của cả hai mô hình đều tăng lên từ 0% lên đến khoảng 90%  
(đối với mô hình Aerotank) và 95,5% (đối với mô hình Hybrid).  
Trong thời gian từ 1 đến 4h đầu tiên (HRT ≤ 0,21 ngày), hiệu quả  
xử lý COD của mô hình Aerotank cao hơn mô hình Hybrid.Sau các  
giờ tiếp theo (từ 8 đến 24h) hiệu quả xử lý của mô hình Hybrid cao  
hơn hiệu quả xử lý của mô hình Aerotank.  
Với thời gian lưu nước lớn hơn 5h, hiệu quả xử lý của mô hình  
Hybrid cao hơn mô hình Aerotank khoảng từ 1,6 ÷ 10% theo COD  
và từ 0,5÷7,6% theo N-NH3;  
Khi thời gian lưu nước < 8h (HRT ≤ 0,33 ngày), tốc độ gia tăng  
về hiệu quả xử lý COD, N-NH3 trong cả hai mô hình khá nhanh. Sau  
thời gian lưu nước 8h (HRT ≥ 0,33 ngày), tốc độ gia tăng về hiệu quả  
xử lý COD, N-NH3 trong cả hai mô hình bắt đầu chậm lại. Do vậy,  
chọn thời gian lưu nước tối ưu là 8h đế tiến hành các thực nghiệm  
tiếp theo.  
13  
3.4. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM THAY ĐỔI THỜI GIAN LƯU  
NƯỚC QUANH GIÁ TRỊ THỜI GIAN LƯU TỐI ƯU  
Hình 3.7 - Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lý theo COD của Mô hình  
hybrid dùng vật liệu PE trắng và mô hình đối chứng.  
Hình 3.8 - So sánh hiệu quả xử lý theo COD giữa các mô hình thực  
nghiệm.  
14  
Hình 3.9 - So sánh hiệu quả xử lý theo N-NH3 giữa mô hình  
Aerotank và Mô hình hybrid dùng vật liệu lọc là PE trắng.  
Hình 3.10 - So sánh hiệu quả xử lý theo N-NH3 giữa mô hình  
Aerotank và mô hình Hybrid với 03 loại vật liệu lọc khác nhau.  
15  
Nhận xét:  
Mô hình Hybrid cho hiệu quả xử lý COD, N-NH3 cao hơn mô  
hình Aerotank thông thường. Hiệu quả xử lý của mô hình Hybrid cao  
hơn từ 1 đến 9,5% đối với COD, và từ 4 – 11% đối với N-NH3;  
Thời gian lưu càng lâu (tải trọng hữu cơ) càng thấp thì hiệu quả  
xử lý càng cao. Hiệu quả xử lý COD cao nhất là 91,14 và hiệu quả  
xử lý N-NH3 cao nhất là 96,85 (đối với mô hình hybrid dùng vật liệu  
PVC đen tại thời gian lưu 14h);  
So sánh giữa 03 loại vật liệu được sử dụng thì vật liệu PVC đen  
cho hiệu quả cao hơn, hai loại vật liệu còn lại là PE trắng và vật liệu  
nổi có hiệu quả xử lý tương đương nhau.  
3.5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG VẬN  
HÀNH TỐI ƯU;  
Hình 3.11 – Hiệu quả xử lý theo COD của mô hình hybrid và mô  
hình đối chứng với thời gian lưu nước 8h  
16  
Hình 3.22 – So sánh hiệu quả xử lý theo COD của các mô hình với  
thời gian lưu nước 8h  
Hình 3.33 – Nồng độ N-NH3 của mô hình Hybrid (PE trắng) và mô  
hình Aerotank  
17  
Hình 3.44 – So sánh hiệu quả xử lý theo N-NH3 của các mô hình  
Nhận xét:  
Mô hình Hybrid cho hiệu quả xử lý COD, N-NH3 cao hơn mô  
hình Aerotank thông thường. Hiệu quả xử lý của mô hình Hybrid cao  
hơn từ 1 đến 7,6% đối với COD, và từ 1 – 12% đối với N-NH3;  
Khi nồng độ COD đầu vào ≤ 600 mg/l (tương đương tải trọng  
ORL ≤ 1,8 kg/m3.ngàyđêm) thì chất lượng nước đầu ra của cả hai mô  
hình đều đạt QCVN 11:2008/BTNMT; Tại COD đầu vào = 800 mg/l  
chất lượng nước đầu ra của mô hình Hybrid đạt QCVN  
11:2008/BTNMT. Chất lượng nước đầu ra của mô hình Aerotank  
vượt quy chuẩn cho phép;  
Nồng độ chất lượng nước đầu vào càng cao (tải trọng hữu cơ càng  
lớn) thì hiệu quả xử lý theo COD càng giảm. Khi thay đổi nồng độ  
nước đầu vào từ 600mg/l (ORL = 1,8 kg/m3.ngàyđêm) lên đến COD  
đầu vào là 1000 mg/l (ORL = 3 kg/m3.ngàyđêm) thì hiệu quả xử lý  
theo COD giảm từ 90,40% xuống còn 87,40% đối với mô hình  
Aerotank và giảm từ 92,45% xuống còn 89,75% đối với mô hình  
Hybrid;  
18  
+ Nhận xét về lượng bùn phát sinh và chất lượng bùn của hai mô  
hình  
Hình 3.55 – Biểu đồ lượng bùn phát sinh theo thời gian của thực  
nghiệm 4  
Hình 3.6 – Biểu đồ lượng bùn phát sinh theo thời gian của thực  
nghiệm 5  
+ Nhận xét về lượng bùn phát sinh:  
- Lượng bùn phát sinh trong mô hình Aerotank cao hơn lượng  
bùn phát sinh trong mô hình Hybrid từ 1,2 đến 2,5 lần;  
+ Nhận xét về đặc điểm của bùn phát sinh:  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 25 trang yennguyen 21200 Free
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tóm tắt Luận văn Nghiên cứu khả năng xử lý nước từ hoạt động chế biến thủy sản bằng công nghệ hybrid (Lai hợp giữa phương pháp lọc sinh học và Aerotank)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdftom_tat_luan_van_nghien_cuu_kha_nang_xu_ly_nuoc_tu_hoat_dong.pdf