Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải sản xuất mắm bằng bãi lọc trồng cây cỏ nến dòng chảy đứng

Chuyên khảo phân tích Khoá luận tốt nghiệp nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất mắm bằng bãi lọc trồng cây cỏ nến dòng, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu

• Tác giả: Nguyễn Thế Nam Vang
• Người hướng dẫn: Ths. Bùi Thị Vụ
• Trường học: Trường Đại học Dân lập Hải Phòng
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất mắm bằng bãi lọc trồng cây cỏ nến dòng chảy đứng
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hải Phòng

Tóm tắt

I. Tổng quan về sản xuất nước mắm

Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất mắm bằng bãi lọc trồng cây cỏ nến dòng chảy đứng tập trung vào việc giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải từ quá trình sản xuất mắm. Nước thải sản xuất mắm chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ, độ mặn và các hợp chất khó phân hủy. Phương pháp bãi lọc trồng cây cỏ nến dòng chảy đứng được đề xuất như một giải pháp hiệu quả, tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường. Nghiên cứu này nhằm tối ưu hóa quá trình xử lý nước thải, đảm bảo đạt tiêu chuẩn môi trường trước khi xả thải.

1.1. Hiện trạng ô nhiễm nước thải sản xuất mắm

Nước thải từ quá trình sản xuất mắm có đặc tính ô nhiễm cao, chứa nhiều chất hữu cơ, độ mặn và các hợp chất khó phân hủy. Công ty Cổ phần Dịch vụ - Sản xuất mắm Cát Hải là một trong những đơn vị sản xuất lớn tại Hải Phòng, nơi mà vấn đề xử lý nước thải đang được quan tâm. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá hiện trạng ô nhiễm và đề xuất giải pháp xử lý hiệu quả.

1.2. Cơ sở lý thuyết về bãi lọc trồng cây dòng chảy đứng

Bãi lọc trồng cây cỏ nến dòng chảy đứng là một phương pháp xử lý nước thải sinh học, sử dụng cây cỏ nến để hấp thụ và phân hủy các chất ô nhiễm. Phương pháp này có ưu điểm là chi phí vận hành thấp, hiệu quả xử lý cao và thân thiện với môi trường. Nghiên cứu này nhằm tối ưu hóa các điều kiện vận hành như độ mặn, thời gian lưu và nồng độ chất hữu cơ để đạt hiệu suất xử lý tối đa.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện thông qua các phương pháp khảo sát thực địa, lấy mẫu và phân tích trong phòng thí nghiệm. Nước thải sản xuất mắm được thu thập từ Công ty Cổ phần Dịch vụ - Sản xuất mắm Cát Hải và phân tích các chỉ tiêu như COD, SS, NH4+, pH. Các thí nghiệm được tiến hành để xác định ảnh hưởng của độ mặn, thời gian lưu và nồng độ chất hữu cơ đến hiệu suất xử lý của bãi lọc trồng cây cỏ nến dòng chảy đứng.

2.1. Khảo sát đặc tính nước thải

Nước thải sản xuất mắm được khảo sát và phân tích các chỉ tiêu như COD, SS, NH4+, pH. Kết quả cho thấy nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao, độ mặn lớn và các hợp chất khó phân hủy. Đây là cơ sở quan trọng để thiết kế và vận hành hệ thống xử lý nước thải bằng bãi lọc trồng cây cỏ nến dòng chảy đứng.

2.2. Tối ưu hóa điều kiện xử lý

Các thí nghiệm được tiến hành để xác định ảnh hưởng của độ mặn, thời gian lưu và nồng độ chất hữu cơ đến hiệu suất xử lý. Kết quả cho thấy độ mặn và thời gian lưu là hai yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất khử COD, NH4+ và PO43-. Nghiên cứu này đã tìm ra các điều kiện tối ưu để đạt hiệu suất xử lý cao nhất.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy bãi lọc trồng cây cỏ nến dòng chảy đứng có hiệu suất xử lý cao đối với nước thải sản xuất mắm. Hiệu suất khử COD đạt trên 80%, trong khi hiệu suất khử NH4+ và PO43- đạt trên 70%. Các yếu tố như độ mặn, thời gian lưu và nồng độ chất hữu cơ có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất xử lý. Nghiên cứu này đã chứng minh tính khả thi và hiệu quả của phương pháp xử lý nước thải bằng bãi lọc trồng cây cỏ nến dòng chảy đứng.

3.1. Hiệu suất khử COD

Kết quả cho thấy hiệu suất khử COD đạt trên 80% khi độ mặn và thời gian lưu được tối ưu hóa. Điều này chứng tỏ bãi lọc trồng cây cỏ nến dòng chảy đứng có khả năng xử lý hiệu quả các chất hữu cơ trong nước thải sản xuất mắm.

3.2. Hiệu suất khử NH4 và PO43

Hiệu suất khử NH4+ và PO43- đạt trên 70%, cho thấy phương pháp này cũng hiệu quả trong việc loại bỏ các chất dinh dưỡng gây ô nhiễm. Đây là một kết quả quan trọng, giúp giảm thiểu tác động của nước thải đến môi trường nước.

IV. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu đã chứng minh tính hiệu quả của bãi lọc trồng cây cỏ nến dòng chảy đứng trong việc xử lý nước thải sản xuất mắm. Phương pháp này không chỉ đạt hiệu suất xử lý cao mà còn tiết kiệm chi phí vận hành và thân thiện với môi trường. Kiến nghị áp dụng rộng rãi phương pháp này tại các cơ sở sản xuất mắm để giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

4.1. Giá trị thực tiễn

Nghiên cứu này có giá trị thực tiễn cao, cung cấp một giải pháp hiệu quả và bền vững cho việc xử lý nước thải sản xuất mắm. Bãi lọc trồng cây cỏ nến dòng chảy đứng có thể được áp dụng rộng rãi tại các cơ sở sản xuất mắm, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

4.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa các điều kiện vận hành và mở rộng ứng dụng của bãi lọc trồng cây cỏ nến dòng chảy đứng trong xử lý các loại nước thải khác. Đồng thời, cần đánh giá hiệu quả kinh tế và môi trường của phương pháp này trong dài hạn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. Tổng quan về sản xuất nước mắm[1] Với vị trí địa lý thuận lợi có đường bờ biển dài từ Bắc xuống Nam, hải sản là nguồn nguyên liệu dồi dào và phong phú.Tận dụng lợi thế đó, ngành công nghiệp chế biến thủy, hải sản đang được phát triển và đầu tư mở rộng sản xuất với dây chuyền công nghệ hiện đại.Trong đó phải kể đến là nghành công nghiệp sản xuất nước mắm.Trong mỗi bữa cơm của các gia đình Việt, nước mắm là một thứ gia vị không thể thiếu. Với hương vị đặc trưng đã làm gia tăng thêm sự ngon miệng trong mỗi bữa ăn. Từ xa xưa ông bà ta thường ủ cá với muối trong các ang, lu sau vài tháng là cho ra một thứ nước màu đỏ đậm, mùi nồng từ cá biển, vị mặn đậm đà.

Đó là đặc điểm đặc trưng của nước mắm. Nước mắm là dung dịch đạm chủ yếu là các acid amin, được tạo thành do quá trình thủy phân protein cá nhờ hệ enzym protease có trong cá. Nước mắm có giá trị dinh dưỡng cao (trong nước mắm có chứa khoảng 13 loại acid amin, vitamin B, vitamin B12.), hấp dẫn người ăn bởi hương vị đậm đà mà không loại sản phẩm nào có thể thay thế. Vì vậy nước mắm là sản phẩm truyền thống của nước ta.Đây là sản phẩm chính của ngành chế biến thủy sản.Mỗi năm nước ta sản xuất với sản lượng lớn và ổn định từ 170 - 180 triệu lít/năm.Các xí nghiệp sản xuất phân bố khắp các tỉnh ven biển từ Bắc tới Nam.

Tuy nhiên các xí nghiệp sản xuất nước mắm lớn chủ yếu tập trung ở Nam Trung Bộ và Nam Bộ như: Nha Trang, Phan Thiết, Phú Quốc,. Ở miền Bắc và Bắc Trung Bộ chỉ có một vài xí nghiệp lớn với công suất 2 - 4 triệu lít nước mắm/năm phân bố nhiều ở các tỉnh, thành phố như Nghệ An, Hải Phòng,. còn lại chủ yếu là các xí nghiệp nhỏ với quy mô hộ gia đình. Hải Phòng có Công ty cổ phần chế biến dịch vụ thủy sản Cát Hải là xí nghiệp sản xuất nước mắm lớn trên địa bàn thành phố với sản lượng 3,6 triệu lít/năm.

Phú Quốc có 84 nhà thùng mỗi năm sản xuất khoảng 12 triệu lít. Nha Trang với hơn 200 cơ sở, doanh nghiệp sản xuất nước mắm có tổng sản lượng ước tính 15 triệu lít/năm. Phan Thiết với khoảng 14 cơ sở sản xuất nước mắm, tổng sản lượng 10,9 triệu lít/năm. Tất cả những nhãn hiệu nước mắm kể trên đã khẳng định được chất lượng sản phẩm của mình trên thị trường và đã được đảm bảo bởi các tiêu chuẩn ngặt nghèo của các cơ quan chức năng.

Sản phẩm nước mắm không chỉ phục vụ nhu cầu trong nước mà còn được xuất khẩu sang các thị trường thế giới như các nước Châu Âu, Mĩ, Nhật,. Sản phẩm xuất khẩu là nước mắm Phú Quốc chất lượng cao, hương vị đặc biệt được làm hoàn toàn từ cá cơm. Rất nhiều doanh nghiệp cũng đang tìm cách đầu tư trang thiết bị hiện đại để sản xuất, nâng cao năng suất chất lượng mắm và tìm ra chiến lược đưa sản phẩm nước mắm của mình ra thị trường nước ngoài. Sinh viên: Nguyễn Thế Nam Vang 2 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Nghề sản xuất nước mắm của nước ta hiện nay vẫn theo phương pháp cổ truyền, ở mỗi địa phương có sự khác nhau chút ít về phương pháp chế biến.

Nguyên liệu được dùng chủ yếu ở đây là cá và muối, cá ở đây thường có nhiều loại như: cá nhâm, cá mòi, cá cơm,. Sau khi xử lý nguyên liệu thì cá được trộn với muối theo tỉ lệ 3:1 hoặc 2:1 tùy vùng miền rồi hỗn hợp cá muối được đưa vào trong các thùng chượp rồi tiến hành chượp từ 6 - 9 tháng. Trong quá trình chượp thì công nhân phải mở nắp các thùng, ang chượp để đảo trộn, kiểm tra và bổ sung lượng muối nếu cần thiết. Chế biến chượp ngoài Cát Hải - Hải Phòng, khác với những nơi khác là chế biến cho thêm nước lã cho muối nhiều lần và đánh khuấy liên tục.

Phương pháp cho muối nhiều lần đã lợi dụng khả năng phân giải của enzyme và vi sinh vật tới mức độ cao, rút ngắn thời gian chế biến chượp ngoài ra cho muối nhiều lần nhằm tiêu diệt các vi sinh vật gây thối. Còn ở các tỉnh phía nam thì có phương pháp chế biến chượp bằng phương pháp gài nén.Cá được trộn đều với muối cho đủ muối ngay từ đầu hoặc cho muối nhiều lần, sau đó ướp vào thùng hoặc bể rồi gài nén.Dựa vào các ezyme có sẵn trong cá để phân giải protit của cá không cho nước thêm và không đánh khuấy. Khi chượp đã chín thì công đoạn tiếp theo là chiết rút, tại đây thì đã gần như tạo ra nước mắm thành phẩm. Bước tiếp theo chỉ còn đóng chai, xuất xưởng đưa ra ngoài thị trường.

Mỗi phương pháp khác nhau ở các vùng miền khác nhau sẽ tạo ra hương vị đặc trưng riêng của mình từ đó tạo ra được những điểm nổi bật trong sản phẩm của mình. Để cho thương hiệu của mình ngày một đứng vững trên thị trường, các thương hiệu nước mắm đang ngày một đầu tư cải tiến dây chuyền công nghệ, áp dụng những sáng tạo nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm. Quy trình sản xuất nước mắm[2] 1. Sơ đồ công nghệ Sinh viên: Nguyễn Thế Nam Vang 3 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Nguyên liệu cá nhâm, cá cơm Nước Xử lý nguyên liệu Nước thải (phân loại, rửa) Muối Trộn muối (tỷ lệ 3:1 hoặc 2:1) Nước rửa dụng Ủ, chượp (6 - 9 Nước thải cụ ủ.

chượp tháng) Chiết rút Pha đấu (tạo ra các loại nước mắm với lượng đạm khác nhau) Nước (phục vụ Đóng chai Nước thải việc rửa chai) Sản phẩm Hình 1. Quy trình sản xuất nước mắm Sinh viên: Nguyễn Thế Nam Vang 4 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 1. Thuyết minh dây chuyền công nghệ a. Nguyên liệu Cá được lựa chọn ở đây là các loại cá như: cá cơm, cá nhâm.

được lấy từ ngư trường. Xử lý nguyên liệu Nguyên liệu sau khi đã được nhập về sẽ cần phải phân loại vì chất lượng của nguyên liệu quyết định một phần chất lượng của thành phẩm, không nên dùng cá đã quá tuổi, cá ươn,cá có nhiều mỡ thì nước mắm có mùi ôi khét khó chịu, mùi chua (do sự thủy phân chất béo thành acid béo và glycerid) hoặc khét do oxy hóa chất béo. Tiếp đến cá sẽ được rửa bằng nước để loại bỏ các tạp chất rong, rêu có lẫn trong nguyên liệu. Trộn muối Cá sau khi đã được vệ sinh loại bỏ tạp chất sẽ được trộn muối theo tỷ lệ 3:1 hoặc 2:1 tùy từng địa phương.

Mục đích của giai đoạn này nhằm chuẩn bị cho quá trình lên men, ức chế vi sinh vật gây thối thúc đẩy quá trình thủy phân nhanh hơn và tạo vị cho sản phẩm. chượp Cá sau khi đã được trộn muối được đưa vào các lù.vại hoặc bể bê tông ủ kín làm cho muối có thời gian ngấm vào cá. Nước bồi được tạo thành, loại nước cá này chứa rất nhiều chất ngấm ra rất tốt cho vi khuẩn phát triển. Sau đó vào ban ngày trời nắng thì mở nắp, tối đậy nắp lại việc làm này làm cho cá chóng phân giải.

Thời gian để chượp chín từ 6 – 9 tháng, sau khi chượp chín tiến hành rút nước mắm. Bã chượp thì có thể dùng để nấu cô tạo thành nước mắm loại 2,3. Pha đấu Sau giai đoạn chượp nước mắm được rút ra ở đây có lượng đạm khá cao, cần được pha để tạo thành nhiều sản phẩm với những độ đạm khác nhau tùy mục đích sử dụng. Rồi được đưa đi đóng chai xuất thành sản phẩm.

Các công đoạn phát sinh ra nước thải trong quá trình sản xuất mắm Nhìn vào sơ đồ công nghệ trên ta có thể nhận thấy các công đoạn phát sinh ra lưu lượng nước thải lớn, cụ thể tại các công đoạn sau: - Xử lý nguyên liệu: Cá sau khi được thu mua về sẽ được dùng nước để rửa sạch các chất bẩn như rong rêu,bùn, cát có lẫn trong những mẻ cá nguyên liệu (nước rửa ở đây là nước biển), lượng nước rửa phụ thuộc vào thời điểm mà nhà máy bắt đầu sản xuất mẻ sản xuất mới và sản lượng của nhà máy. Nhưng nguồn thải này không mang tính thường xuyên và liên tục. - Nước rửa chai: đây là nguồn nước chính có tính đều đặn và liên tục trong tuần (6 ngày/tuần). Theo số liệu của Công ty Cổ phần Chế biến thủy sản Sinh viên: Nguyễn Thế Nam Vang 5 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Cát Hải thì một ngày thì trung bình 1 ngày rửa hơn 13000 chai.

Do gần đây Công ty sử dụng toàn chai thủy tinh mới nên chỉ sử dụng bể tráng 2 ngăn, thể tích mỗi ngăn là 0. Thường sử dụng 2 bể tráng để tráng chai mỗi chai sẽ được tráng hai lần, nước sử dụng để tráng ở đây là nước ngọt. Nước được xả vào 3/4 thể tích mỗi ngăn của bể sau đó công nhân dùng tay để rửa.cứ tráng khoảng 1000 – 1200 chai thì thay nước một lần. Nước sau khi tráng được chảy vào cống ngầm dẫn tới khu xử lý.

- Nước rửa dụng cụ lao động, mặt sàn nhà xưởng, sân (nguồn nước được sử dụng chủ yếu là nước biển): được phát sinh trong các việc vệ sinh dụng cụ lao động như xẻng, dụng cụ khuấy trộn trong bể chượp.…Bên cạnh đó việc rửa các bể trong nhà lọc, bể chượp, bể lên men, ang, chum sau mỗi lần sản xuất, nước vệ sinh mặt sàn nhà xưởng cũng làm gia tăng nguồn thải. Về nguồn nước thải này thì chưa có số liệu nào tính toán, đo đạc cụ thể chính xác để so sánh với các nguyên nhân khác. Ngoài ra còn có nước thải trong quá trình vệ sinh cá nhân của cán bộ.công nhân trong Công ty. Nước thải từ các khu nhà vệ sinh có chứa các chất hữu cơ dễ phân hủy như: chất lơ lửng, photpho, nitơ,Coliform.… được xử lý qua bể phốt 3 ngăn.

Đặc tính của nguồn nước thải sản xuất mắm Nước thải của các phân xưởng sản xuất mắm bắt nguồn từ những hoạt động sơ chế, làm sạch nguồn nguyên liệu, vệ sinh dụng cụ lao động, bể, ang chượp.…Ngoài ra còn có lượng mắm tồn dư trong các bể lên men hoặc trong các nồi nấu bã chượp, nồi cô.Thành phần chủ yếu là các hợp chất vô cơ, hữu cơ dễ phân hủy, cặn lắng của nước mắm.Do đó đặc trưng của nguồn thải này là hàm lượng BOD, COD,độ muối cao.