Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế trạm xử lý nước thải cho Công ty TNHH Chế biến Thủy sản Bá Hải, Phú Yên công suất 800 m³/ngày.đêm" được thực hiện bởi sinh viên Phan Hồng Nhung (ngành Công nghệ Kỹ thuật Môi trường, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh), dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Ngọc Thiệp.

Bối cảnh thực tiễn của đề tài xuất phát từ tiềm năng phát triển ngành thủy sản tại tỉnh Phú Yên – địa phương có chiều dài bờ biển 189 km và diện tích vùng biển trên 6.900 km². Công ty TNHH Chế biến Thủy sản Bá Hải (hoạt động tại Lô A13, Khu công nghiệp An Phú, thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên) chuyên chế biến các sản phẩm đông lạnh xuất khẩu như cá ngừ, tôm khô, cá khô, cá phi lê. Quá trình sản xuất tiêu thụ lượng lớn nước tại các công đoạn rửa nguyên liệu, sơ chế (loại bỏ nội tạng, đầu, vỏ), phân loại và rửa hoàn thiện trước khi cấp đông, phát sinh dòng thải chứa tải lượng ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng rất cao. Việc xả thải chưa qua xử lý triệt để đe dọa trực tiếp đến hệ thống thủy vực, môi trường nước ngầm và hệ sinh thái ven biển địa phương.

Mục tiêu và 7 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể được xác định trong đề tài:

  1. Giới thiệu tổng quan về doanh nghiệp, điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực và đặc trưng nguồn thải.
  2. Đề xuất 02 phương án sơ đồ công nghệ xử lý nước thải phù hợp với tính chất nước thải chế biến thủy sản.
  3. Thuyết minh chi tiết nguyên lý hoạt động của từng công trình đơn vị trong 02 sơ đồ công nghệ.
  4. Tính toán thiết kế kỹ thuật chi tiết các hạng mục công trình và lựa chọn thiết bị cho cả 2 phương án.
  5. Lập dự toán chi phí đầu tư xây dựng, mua sắm máy móc thiết bị và chi phí vận hành (điện năng, hóa chất, nhân công, bảo trì) cho 2 phương án.
  6. So sánh, đánh giá ưu - nhược điểm về mặt kỹ thuật và kinh tế để lựa chọn phương án tối ưu.
  7. Triển khai hệ thống bản vẽ thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho trạm xử lý nước thải.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Thành phần, tính chất nước thải chế biến thủy sản và các công nghệ xử lý nước thải cơ học, hóa lý, sinh học kết hợp.
  • Phạm vi không gian: Trạm xử lý nước thải phục vụ hoạt động sản xuất của Công ty TNHH Bá Hải tại Lô A13, KCN An Phú, TP. Tuy Hòa, Tỉnh Phú Yên.
  • Phạm vi công suất: $800\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ (tương đương $33{,}33\text{ m}^3/\text{giờ}$).
  • Tiêu chuẩn nước đầu ra: Đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 11-MT:2015/BTNMT (Cột B), áp dụng hệ số lưu lượng $K_f = 1{,}0$ và hệ số nguồn tiếp nhận $K_q = 0{,}9$.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và cơ sở quy chuẩn

Đề tài dựa trên cơ chế lý thuyết của các quá trình xử lý môi trường:

  • Cơ chế xử lý cơ học: Tách rác thô, rác tinh qua song chắn và máy lược; tuyển nổi trọng trường và tuyển nổi bọt khí hòa tan (DAF) để tách dầu mỡ động thực vật và cặn lơ lửng tỷ trọng thấp.
  • Cơ chế xử lý hóa lý: Quá trình keo tụ - tạo bông thông qua việc châm hóa chất keo tụ PAC (Poly Aluminium Chloride) và trợ keo tụ Polymer Anion nhằm trung hòa điện tích bề mặt hạt keo, kết cụm bông cặn.
  • Cơ chế xử lý sinh học kỵ khí: Quá trình phân hủy kỵ khí 4 pha (thủy phân, acid hóa, acetate hóa, methane hóa) diễn ra trong bể bùn kỵ khí dòng chảy ngược UASB, phân giải các hợp chất hữu cơ mạch dài, khó phân hủy và hạ tải lượng COD/BOD.
  • Cơ chế xử lý sinh học hiếu khí và thiếu khí: Quá trình bùn hoạt tính hiếu khí lơ lửng (Aerotank), bể phản ứng sinh học theo mẻ (SBR), kết hợp bể thiếu khí (Anoxic) để thực hiện chuỗi phản ứng Nitrat hóa và Khử Nitrat hóa nhằm loại bỏ triệt để Nitơ và Photpho.
  • Cơ chế xử lý hoàn thiện: Lọc áp lực đa tầng vật liệu nhằm loại bỏ cặn lơ lửng sót lại và khử trùng nước thải bằng dung dịch Chlorine để tiêu diệt Coliforms.
  • Cơ sở quy chuẩn: Áp dụng QCVN 11-MT:2015/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chế biến thủy sản). Nồng độ giới hạn cho phép tối đa được tính theo công thức: $C_{\max} = C \times K_q \times K_f$.
Thông số ô nhiễm Đơn vị Nồng độ đầu vào QCVN 11-MT:2015/BTNMT (Cột B) Nồng độ xả thải tối đa ($C_{\max}$) Hiệu suất xử lý yêu cầu
pH - 7,5 5,5 – 9 - -
COD mg/L 2.000 150 135 93,25%
BOD₅ mg/L 1.500 50 45 97,00%
Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/L 560 100 90 83,93%
Tổng Nitơ (TN) mg/L 150 60 54 64,00%
Tổng Photpho (TP) mg/L 50 20 18 64,00%
Dầu mỡ động thực vật mg/L 100 20 18 82,00%
Tổng Coliforms MPN/100mL 20.000 5.000 4.500 77,50%

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu: Thu thập thông tin doanh nghiệp, báo cáo giám sát môi trường định kỳ năm 2015 của Công ty Bá Hải, dữ liệu khí hậu, địa hình, thủy văn tỉnh Phú Yên và các giáo trình chuyên ngành kỹ thuật môi trường.
  • Phương pháp phân tích và so sánh: Đánh giá tỷ lệ $\text{BOD}_5/\text{COD} = 1500/2000 = 0{,}75$ (thể hiện nước thải có khả năng phân hủy sinh học rất cao); đối chiếu nồng độ các chất ô nhiễm với quy chuẩn xả thải để xác định dây chuyền xử lý tối ưu.
  • Phương pháp tính toán kỹ thuật: Áp dụng các công thức thủy lực, động học bùn hoạt tính, cân bằng vật chất và năng lượng để định cỡ thể tích bể, diện tích lắng, công suất máy thổi khí, máy bơm, bồn lọc và máy ép bùn.
  • Phương pháp dự toán kinh tế: Tính toán chi phí xây dựng công trình, giá thành mua sắm thiết bị công nghệ, chi phí tiêu hao điện năng, hóa chất sử dụng, lương nhân công và phí bảo dưỡng trạm.
  • Phương pháp đồ họa kỹ thuật: Sử dụng phần mềm AutoCAD để thể hiện mặt bằng tổng thể, mặt cắt công trình và sơ đồ nguyên lý công nghệ.

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của đề tài trong bối cảnh công nghiệp chế biến thủy sản tại Phú Yên tăng trưởng nhanh nhưng kéo theo nguy cơ ô nhiễm môi trường do nước thải chứa hàm lượng hữu cơ cao, protein, lipid và hợp chất dinh dưỡng. Xác định rõ mục tiêu, đối tượng, phạm vi thiết kế trạm xử lý $800\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$, các nội dung thực hiện, phương pháp nghiên cứu và dự kiến bố cục đồ án.

Chương 1: Tổng quan

  • Giới thiệu Công ty TNHH Bá Hải tại Lô A13 KCN An Phú, thành phố Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên; quá trình thành lập năm 2005 và đi vào hoạt động ổn định từ 2008.
  • Trình bày đặc điểm khu vực sản xuất: Khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, nhiệt độ trung bình $26{,}5^\circ\text{C}$; hệ thống sông Đà Rằng, sông Bàn Thạch, sông Kỳ Lộ; tiềm năng khai thác trên 500 loài cá, 38 loài tôm; dân số tỉnh 899.400 người (2016).
  • Mô tả quy trình công nghệ chế biến sản phẩm thủy sản: Tiếp nhận nguyên liệu $\rightarrow$ Rửa 1 $\rightarrow$ Sơ chế (loại bỏ nội tạng, đầu, đuôi) $\rightarrow$ Rửa 2 $\rightarrow$ Phân loại kích cỡ $\rightarrow$ Rửa 3 $\rightarrow$ Cấp đông ($< -45^\circ\text{C}$) $\rightarrow$ Đóng thùng $\rightarrow$ Bảo quản kho lạnh.
  • Xác định nguồn gốc và tính chất nước thải: Ô nhiễm hữu cơ cao, giàu protein, chất béo khó phân hủy, cặn lơ lửng từ vụn thịt tôm cá; các chỉ tiêu $\text{BOD}_5$ vượt 30 lần, COD vượt 13,3 lần, TSS vượt 3 lần, Nitơ tổng vượt 2,5 lần, Photpho tổng vượt 2,5 lần so với ngưỡng cho phép xả thải.

Chương 2: Các phương pháp xử lý nước thải

  • Tổng quan các phương pháp xử lý sơ bộ: Song chắn rác, mương lắng cát, bể tách dầu mỡ trọng trường, bể tuyển nổi DAF, bể lắng đợt 1.
  • Tổng quan các phương pháp xử lý hóa lý: Keo tụ - tạo bông, hấp phụ bằng than hoạt tính, trao đổi ion, quá trình oxy hóa nâng cao.
  • Tổng quan các công nghệ sinh học kỵ khí (hầm tự hoại, bể Imhoff, bể lọc kỵ khí UAF, bể bùn kỵ khí dòng chảy ngược UASB) và sinh học hiếu khí (bể Aerotank truyền thống, bể MBBR giá thể lưu động, bể phản ứng sinh học theo mẻ SBR).
  • Tổng quan công đoạn hoàn thiện: Công nghệ lọc nhanh trọng trường, lọc áp lực; khử trùng bằng hóa chất oxy hóa mạnh (Chlorine, Ozone) hoặc đèn chiếu tia cực tím UV (bước sóng hiệu quả $254\text{ nm}$).
  • Khảo sát các mô hình thực tế: Trạm xử lý nước thải Xí nghiệp Đông lạnh Việt Thắng (Nha Trang), Xí nghiệp Thủy hải sản Cofidec và Công ty Chế biến Thủy sản Agrex Sài Gòn.

Chương 3: Đề xuất công nghệ xử lý

  • Xác định lưu lượng thiết kế $Q = 800\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ ($33{,}33\text{ m}^3/\text{giờ}$); lập bảng tổng hợp chỉ tiêu nước thải và hiệu quả xử lý yêu cầu theo QCVN 11-MT:2015/BTNMT (Cột B).
  • Đề xuất và thuyết minh 02 phương án công nghệ:
    • Phương án 1 (UASB kết hợp Anoxic – Aerotank): Nước thải $\rightarrow$ Song chắn rác thô $\rightarrow$ Bể tiếp nhận $\rightarrow$ Máy lược rác tinh RDS $\rightarrow$ Bể điều hòa (sục khí) $\rightarrow$ Ống trộn tĩnh (châm PAC) $\rightarrow$ Bể tạo bông (châm Polymer Anion) $\rightarrow$ Bể tuyển nổi DAF $\rightarrow$ Bể trung gian 1 $\rightarrow$ Bể UASB $\rightarrow$ Bể Anoxic $\rightarrow$ Bể Aerotank $\rightarrow$ Bể lắng sinh học đợt 2 (tuần hoàn bùn về Anoxic và Aerotank) $\rightarrow$ Bể trung gian 2 $\rightarrow$ Bồn lọc áp lực $\rightarrow$ Bể khử trùng (châm Chlorine) $\rightarrow$ Nguồn tiếp nhận. Bùn dư từ DAF và lắng 2 được thu về Bể chứa bùn và ép bằng Máy ép bùn băng tải.
    • Phương án 2 (UASB kết hợp SBR): Nước thải $\rightarrow$ Cụm xử lý sơ bộ & Hóa lý tương tự Phương án 1 (Song chắn rác thô $\rightarrow$ Bể tiếp nhận $\rightarrow$ Lược rác tinh $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Trộn tĩnh $\rightarrow$ Bể tạo bông $\rightarrow$ Bể tuyển nổi DAF $\rightarrow$ Bể trung gian 1 $\rightarrow$ Bể UASB) $\rightarrow$ Bể trung gian 2 $\rightarrow$ Bể phản ứng sinh học theo mẻ SBR (tích hợp sục khí hiếu khí, khuấy thiếu khí, lắng tĩnh và chắt nước) $\rightarrow$ Bể trung gian 3 $\rightarrow$ Bồn lọc áp lực $\rightarrow$ Bể khử trùng (Chlorine) $\rightarrow$ Nguồn tiếp nhận.

Chương 4: Tính toán thiết kế và dự toán chi phí phương án 1

  • Tính toán kích thước hình học, công năng và lựa chọn thiết bị cho từng công trình đơn vị thuộc Phương án 1: Song chắn rác thô, bể tiếp nhận, máy bơm nước thải, máy lược rác tinh series RDS, bể điều hòa kết hợp dàn đĩa phân phối khí, ống trộn tĩnh thủy lực, bể phản ứng tạo bông có cánh khuấy cơ học, bơm định lượng PAC/Polymer, bể tuyển nổi DAF kèm bồn tạo áp và máy nén khí, bể trung gian 1, bể kỵ khí UASB có hệ thống tách pha khí - rắn - lỏng, bể thiếu khí Anoxic có cánh khuấy chìm, bể hiếu khí Aerotank kèm hệ thống cấp khí đĩa bọt mịn, bơm bùn tuần hoàn, bể lắng sinh học đợt 2 dạng đứng, bể trung gian 2, cụm bồn lọc áp lực 2 lớp vật liệu (cát thạch anh, than antaxit), bơm rửa lọc, bể khử trùng dạng vách ngăn tiếp xúc kèm bơm định lượng Chlorine, bể chứa bùn và máy ép bùn.
  • Lập bảng dự toán chi tiết chi phí Phương án 1: Chi phí xây dựng nhà quản lý/nhà điều hành, chi phí xây dựng cụm bể bê tông cốt thép, chi phí mua sắm thiết bị cơ điện, chi phí tiêu thụ điện năng hàng tháng, chi phí hóa chất vận hành (PAC, Polymer, Chlorine), chi phí nước sinh hoạt/rửa thiết bị, chi phí nhân công vận hành và chi phí bảo trì định kỳ.

Chương 5: Tính toán thiết kế dự toán chi phí phương án 2

  • Tính toán chi tiết các công trình đơn vị thuộc Phương án 2: Kế thừa tính toán cụm xử lý sơ bộ, hóa lý và bể UASB từ chương trước; tính toán bổ sung Bể trung gian 2, hệ thống bể phản ứng sinh học theo mẻ SBR (tính toán các chu kỳ: điền đầy, phản ứng hiếu khí, phản ứng thiếu khí khử nitrat, thổi khí đuổi bọt, lắng tĩnh, chắt nước bằng thiết bị Decanter, pha nghỉ), hệ thống cấp khí, bơm bùn dư, Bể trung gian 3, cụm bồn lọc áp lực và bể khử trùng.
  • Lập bảng dự toán chi tiết chi phí Phương án 2: Chi phí xây dựng cụm bể, chi phí thiết bị điều khiển tự động và van chấp hành của hệ SBR, dự toán chi phí vận hành (điện năng, hóa chất, nhân công, bảo dưỡng).

Đánh giá các phương án, Kết luận – Kiến nghị

  • So sánh tổng hợp chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật giữa 2 phương án.
  • Đưa ra kết luận lựa chọn công nghệ phù hợp nhất cho Công ty Bá Hải và các kiến nghị trong công tác quản lý, vận hành hệ thống.

Thiết kế và triển khai công nghệ trạm xử lý

Cấu trúc dây chuyền công nghệ và hiệu quả từng công đoạn

Hệ thống xử lý nước thải được phân chia thành 5 phân hệ công nghệ kết hợp:

[Nước thải sản xuất]
  [Bể tiếp nhận]
[Ống trộn tĩnh + PAC]
[Bể tạo bông + Polymer]
[Bể Anoxic]               [Bể trung gian 2]
[Nguồn tiếp nhận Cột B]                               [Bể chứa bùn]
                                                      [Máy ép bùn]

Hiệu quả xử lý của các cụm công trình qua từng giai đoạn (theo số liệu tính toán trong đồ án):

Cụm công đoạn Công trình đơn vị Hiệu suất xử lý COD Hiệu suất xử lý BOD₅ Hiệu suất xử lý TSS Hiệu suất xử lý Dầu mỡ / N, P
Xử lý sơ bộ Song chắn rác thô, Bể tiếp nhận, Lược rác tinh, Bể điều hòa 5% 5% 10% Tách rác lớn, giảm 20% dầu mỡ
Xử lý hóa lý Ống trộn tĩnh, Bể tạo bông, Tuyển nổi DAF 10% 20% 90% Giảm 85% Dầu mỡ động thực vật
Xử lý kỵ khí Bể trung gian 1, Bể kỵ khí UASB 80% – 83% 85% – 89% - Phân giải bCOD thành $CH_4, CO_2$
Xử lý sinh học - PA1: Anoxic + Aerotank + Lắng II
- PA2: SBR		 85% (PA1)
80% (PA2)		 - - Giảm 80% TN, 75% TP (PA1)
Giảm 90% BOD, 80% TP (PA2)
Xử lý hoàn thiện Bồn lọc áp lực, Bể khử trùng (Chlorine) - 65% 80% Giảm 90% Coliforms (đạt 2.000 MPN/100mL)

Thông số kỹ thuật và thiết bị chính

  • Song chắn rác thô & Máy lược rác tinh: Song chắn rác thủ công giữ rác kích thước lớn; máy lược rác tinh hình trống quay series RDS giữ rác kích thước $\ge 2\text{ mm}$ bảo vệ hệ thống bơm.
  • Bể điều hòa: Bố trí hệ thống sục khí liên tục từ máy thổi khí nhằm duy trì điều kiện xáo trộn, ngăn hiện tượng lắng cặn và khử mùi hôi phát sinh.
  • Cụm Hóa lý (Ống trộn tĩnh – Tạo bông – Tuyển nổi DAF): Ống trộn tĩnh thay đổi tiết diện để hòa trộn PAC; bể tạo bông khuấy cơ học châm Polymer Anion; bể DAF kết hợp bồn tạo áp và máy nén khí tạo bọt khí mịn đẩy váng dầu mỡ và bông cặn lên bề mặt để thanh gạt bùn thu gom vào máng.
  • Bể UASB: Dòng nước phân phối từ đáy lên qua lớp đệm bùn kỵ khí lơ lửng; đỉnh bể bố trí hệ thống chụp thu khí Biogas dẫn ra ống xả/đốt tránh phát tán mùi hôi.
  • Cụm xử lý sinh học bùn hoạt tính:
    • Ở Phương án 1: Bể Anoxic tiếp nhận dòng tuần hoàn chứa Nitrat từ cuối bể Aerotank; bể Aerotank duy trì nồng độ DO qua đĩa phân phối bọt mịn; bể lắng 2 tách bùn hoạt tính, bơm bùn tuần hoàn về Aerotank/Anoxic để duy trì sinh khối vi sinh.
    • Ở Phương án 2: Bể SBR vận hành chu kỳ gồm các pha điền nước, thổi khí hiếu khí, khuấy thiếu khí, sục khí đuổi bọt, lắng tĩnh, xả nước trong bằng thiết bị Decanter và pha nghỉ.
  • Cụm lọc và khử trùng: Bồn lọc áp lực 2 lớp vật liệu lọc loại bỏ hoàn toàn hạt cặn nhỏ; bể khử trùng tiếp xúc nhiều ngăn lượn sóng phân phối dung dịch Chlorine định lượng.
  • Hệ thống xử lý bùn: Thu gom bùn hóa lý từ DAF và bùn sinh học dư về bể chứa bùn, sau đó châm Polymer hỗ trợ ép thành bánh bùn khô qua máy ép bùn băng tải.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

  • Xác lập đầy đủ các thông số ô nhiễm đầu vào đặc trưng của Công ty Bá Hải: COD ($2.000\text{ mg/L}$), $\text{BOD}_5$ ($1.500\text{ mg/L}$), TSS ($560\text{ mg/L}$), TN ($150\text{ mg/L}$), TP ($50\text{ mg/L}$), Dầu mỡ ($100\text{ mg/L}$), Coliforms ($20.000\text{ MPN/100mL}$).
  • Thiết kế hoàn chỉnh hai phương án công nghệ với quy trình tính toán chi tiết từng hạng mục công trình và bảng thông số thiết bị đi kèm (kích thước bể, bơm tiếp nhận, máy thổi khí, máy nén khí, bơm định lượng hóa chất, bồn lọc áp lực, máy ép bùn).
  • Chất lượng nước sau xử lý của cả hai phương án đều tính toán đạt tiêu chuẩn xả thải theo QCVN 11-MT:2015/BTNMT (Cột B):
    • COD sau xử lý đạt từ $51{,}1\text{ mg/L}$ (PA1) đến $74{,}1\text{ mg/L}$ (PA2) ($< 135\text{ mg/L}$).
    • $\text{BOD}_5$ sau xử lý đạt $6\text{ mg/L}$ ($< 45\text{ mg/L}$).
    • TSS sau xử lý đạt $20{,}2\text{ mg/L}$ ($< 90\text{ mg/L}$).
    • Nitơ tổng sau xử lý đạt $30\text{ mg/L}$ ($< 54\text{ mg/L}$).
    • Photpho tổng sau xử lý đạt $10 – 12{,}5\text{ mg/L}$ ($< 18\text{ mg/L}$).
    • Dầu mỡ khoáng/động thực vật đạt $12\text{ mg/L}$ ($< 18\text{ mg/L}$).
    • Tổng Coliforms đạt $2.000\text{ MPN/100mL}$ ($< 4.500\text{ MPN/100mL}$).
  • Hoàn thành bảng so sánh kinh tế - kỹ thuật toàn diện giữa 2 phương án (chi phí xây dựng bể, nhà trạm, chi phí thiết bị, chi phí điện, hóa chất, nhân công và bảo dưỡng).

Giải pháp và đề xuất của tác giả

  • Đề xuất áp dụng quy trình xử lý đa bậc (Cơ học $\rightarrow$ Hóa lý keo tụ tuyển nổi $\rightarrow$ Sinh học kỵ khí UASB $\rightarrow$ Sinh học hiếu/thiếu khí $\rightarrow$ Lọc áp lực $\rightarrow$ Khử trùng Chlorine) để giải quyết bài toán ô nhiễm đồng thời của chất hữu cơ, dầu mỡ và hàm lượng nitơ, photpho cao.
  • Khuyến nghị thu gom và xử lý triệt để khí Biogas sinh ra từ bể UASB bằng ống hút và đầu đốt để ngăn ngừa phát tán mùi hôi ảnh hưởng khu vực xung quanh.
  • Định kỳ hút và xử lý bùn thải qua máy ép bùn để đóng gói, chuyển giao cho đơn vị có chức năng xử lý hợp vệ sinh.

Đóng góp của đề tài

  • Cung cấp giải pháp kỹ thuật cụ thể, có tính khả thi cao, được tính toán dựa trên số liệu xả thải thực tế của doanh nghiệp chế biến thủy sản tại Phú Yên.
  • Xây dựng tài liệu thuyết minh tính toán và hệ thống bản vẽ chi tiết làm cơ sở kỹ thuật tham khảo cho việc xây dựng mới hoặc cải tạo trạm xử lý nước thải thủy sản quy mô vừa ($800\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Số liệu chất lượng nước thải đầu vào được kế thừa từ Báo cáo môi trường năm 2015 của công ty mà không có chuỗi số liệu quan trắc phân tích liên tục theo mùa vụ chế biến thực tế; đồ án chưa bao gồm các số liệu khảo sát địa chất công trình và bản vẽ thi công kết cấu chi tiết tại thực địa.
  • Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp:
    • Thực hiện quan trắc bổ sung thành phần nước thải theo các đợt cao điểm chế biến từng loại nguyên liệu (tôm, cá ngừ) để hiệu chỉnh liều lượng hóa chất PAC, Polymer và Chlorine tối ưu hơn.
    • Nghiên cứu giải pháp thu hồi và tái sử dụng năng lượng khí Biogas từ bể kỵ khí UASB phục vụ cấp nhiệt trong sản xuất nhằm giảm chi phí năng lượng cho nhà máy.
    • Khảo sát khả năng tái sử dụng nguồn nước sau xử lý cho các công đoạn rửa sàn, vệ sinh dụng cụ sơ bộ của nhà máy để tiết kiệm tài nguyên nước.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu chuyên khảo có giá trị ứng dụng thực tiễn và học thuật:

  • Đối tượng sử dụng: Sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Môi trường, Kỹ thuật Cấp thoát nước, Kỹ sư môi trường thiết kế trạm xử lý nước thải công nghiệp thực phẩm - thủy sản.
  • Phần nội dung có giá trị tham khảo cao:
    • Quy trình tính toán chi tiết từng bước cho cụm xử lý kỵ khí tải trọng cao UASB và cụm keo tụ - tuyển nổi bọt khí hòa tan DAF.
    • Phương pháp tính toán và thiết kế hệ thống phân phối khí, tính toán chu kỳ hoạt động chi tiết của bể SBR.
    • Bảng tổng hợp công thức, thông số tính toán thủy lực, lựa chọn thiết bị công nghệ và cấu trúc dự toán chi phí xây dựng - vận hành trạm xử lý.

Câu hỏi thường gặp

1. Nước thải chế biến thủy sản của Công ty Bá Hải có những đặc trưng ô nhiễm nổi bật nào?
Nước thải phát sinh chủ yếu từ các khâu rửa nguyên liệu, tách mai, bỏ ruột cá, đầu tôm và rửa thành phẩm. Nước thải có tải lượng hữu cơ rất cao ($\text{COD} = 2.000\text{ mg/L}$, $\text{BOD}_5 = 1.500\text{ mg/L}$), cặn lơ lửng lớn ($\text{TSS} = 560\text{ mg/L}$), chứa nhiều protein, dầu mỡ động vật ($100\text{ mg/L}$) và các hợp chất dinh dưỡng ($\text{TN} = 150\text{ mg/L}$, $\text{TP} = 50\text{ mg/L}$). Tỷ lệ $\text{BOD}_5/\text{COD} = 0{,}75$ tạo điều kiện rất thuận lợi cho xử lý sinh học.

2. Tại sao đồ án phải kết hợp cả bể kỵ khí UASB và bể thiếu khí Anoxic trước bể Aerotank ở Phương án 1?
Do hàm lượng $\text{BOD}_5$ và COD quá cao, nếu chỉ dùng bể hiếu khí Aerotank sẽ đòi hỏi thể tích bể cực lớn và tiêu tốn năng lượng sục khí khổng lồ. Bể UASB đảm nhận chức năng phân giải phần lớn hợp chất hữu cơ mạch dài, hạ tải lượng COD/BOD. Bể Anoxic được bố trí kết hợp dòng tuần hoàn từ Aerotank nhằm thực hiện quá trình Khử Nitrat (chuyển hóa Nitrat thành khí Nitơ $N_2$), đáp ứng yêu cầu xử lý Nitơ tổng vốn vượt 2,5 lần so với quy chuẩn.

3. Bể tuyển nổi khí hòa tan (DAF) đóng vai trò gì trong sơ đồ công nghệ?
Bể DAF được bố trí sau bể tạo bông để phân tách triệt để các bông cặn keo tụ và dầu mỡ động vật nhẹ hơn nước bằng các bọt khí mịn nén áp lực. Quá trình này giúp loại bỏ tới 90% TSS và 85% dầu mỡ, giảm tải đáng kể cho các công trình xử lý sinh học phía sau, tránh tình trạng màng dầu mỡ bao bọc bùn hoạt tính làm ức chế vi sinh vật.

4. Hai phương án công nghệ đề xuất trong đồ án khác nhau căn bản ở điểm nào?
Khác biệt cốt lõi nằm ở cụm xử lý sinh học hiếu khí và tách bùn:

  • Phương án 1 sử dụng dây chuyền dòng liên tục gồm cụm 3 bể riêng biệt: Bể Anoxic $\rightarrow$ Bể Aerotank $\rightarrow$ Bể lắng sinh học đợt 2 (kèm hệ thống bơm tuần hoàn bùn và tuần hoàn nước chứa Nitrat).
  • Phương án 2 tích hợp các quá trình hiếu khí, thiếu khí, lắng và chắt nước trong cùng một công trình Bể phản ứng hoạt động gián đoạn theo mẻ (SBR).

5. Nước thải sau xử lý phải đáp ứng quy chuẩn nào và nồng độ giới hạn ra sao?
Nước thải đầu ra được thiết kế đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 11-MT:2015/BTNMT (Cột B) áp dụng cho cơ sở chế biến thủy sản xả ra nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt, với hệ số $K_q = 0{,}9$ và $K_f = 1{,}0$. Các giới hạn nồng độ tối đa ($C_{\max}$) gồm: $\text{BOD}_5 \le 45\text{ mg/L}$, $\text{COD} \le 135\text{ mg/L}$, $\text{TSS} \le 90\text{ mg/L}$, $\text{TN} \le 54\text{ mg/L}$, $\text{TP} \le 18\text{ mg/L}$, Dầu mỡ $\le 18\text{ mg/L}$ và Tổng Coliforms $\le 4.500\text{ MPN/100mL}$.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của tác giả Phan Hồng Nhung đã hoàn thành trọn vẹn nhiệm vụ tính toán thiết kế kỹ thuật trạm xử lý nước thải cho Công ty TNHH Chế biến Thủy sản Bá Hải với công suất $800\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$. Công trình kết hợp hiệu quả giữa các quá trình xử lý cơ học, hóa lý keo tụ - tuyển nổi DAF, xử lý sinh học kỵ khí UASB và sinh học bùn hoạt tính hiếu khí/thiếu khí để xử lý triệt để nước thải giàu hữu cơ, dầu mỡ và dinh dưỡng. Toàn bộ các chỉ tiêu nước thải tính toán đầu ra đều đảm bảo tuân thủ nghiêm ngặt theo Cột B QCVN 11-MT:2015/BTNMT. Kết quả nghiên cứu và hồ sơ thiết kế cung cấp căn cứ kỹ thuật và kinh tế thực tiễn, đóng góp thiết thực cho công tác bảo vệ môi trường ngành chế biến thủy sản tại địa phương.