Luận văn: Nghiên cứu xử lý nước thải thủy sản bằng keo tụ điện hóa và bể USBF

Nghiên cứu ứng dụng phương pháp keo tụ điện hóa kết hợp bể USBF trong xử lý nước thải thủy sản. Đánh giá hiệu quả và thông số vận hành tối ưu.

• Tác giả: Nguyễn Ngọc Anh
• Người hướng dẫn: Lê Hoàng Việt
• Trường học: Trường Đại Học Cần Thơ
• Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu xử lý nước thải thủy sản bằng phương pháp keo tụ điện hóa kết hợp với bể USBF
• Loại tài liệu: Luận văn tốt nghiệp đại học
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Cần Thơ

Tóm tắt

I. Giải pháp xử lý nước thải thủy sản bằng keo tụ điện hóa

Ngành công nghiệp chế biến thủy sản tại Việt Nam, đặc biệt là tại Đồng bằng sông Cửu Long, đóng vai trò then chốt trong nền kinh tế. Tuy nhiên, sự phát triển này đi kèm với thách thức lớn về môi trường, cụ thể là vấn đề nước thải. Nước thải từ các nhà máy chế biến tôm, cá chứa hàm lượng chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, Nito và Photpho rất cao, có nguy cơ gây ô nhiễm nghiêm trọng nếu không được xử lý triệt để. Các hệ thống xử lý truyền thống thường gặp khó khăn do chi phí vận hành cao và hiệu quả không ổn định. Để giải quyết bài toán này, giải pháp kết hợp giữa công nghệ keo tụ điện hóa (EC) và bể lọc bùn dòng chảy ngược (USBF) nổi lên như một phương pháp đột phá, vừa đảm bảo hiệu quả kỹ thuật, vừa phù hợp về mặt kinh tế, hứa hẹn mang lại một quy trình xử lý bền vững.

1.1. Đặc điểm ô nhiễm đặc thù của nước thải ngành thủy sản

Nước thải từ ngành chế biến thủy sản được xếp vào loại có mức độ ô nhiễm hữu cơ rất cao. Theo nghiên cứu của Lâm Minh Triết và cộng sự (2006), đặc tính nổi bật của loại nước thải này là hàm lượng các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học (BOD5), nhu cầu oxy hóa học (COD), và chất rắn lơ lửng (TSS) vượt xa ngưỡng cho phép. Cụ thể, trong nước thải nhà máy tôm và nước thải chế biến cá tra, các chỉ số này có thể cao gấp hàng chục lần so với nước thải sinh hoạt. Ngoài ra, hàm lượng các hợp chất chứa Nito (dạng Amoni, TKN) và Photpho cũng là một vấn đề nhức nhối, góp phần gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước tiếp nhận. Những đặc điểm này đòi hỏi một hệ thống xử lý nước thải thủy sản phải đủ mạnh để xử lý đồng thời nhiều chỉ tiêu ô nhiễm phức tạp.

1.2. Tại sao cần công nghệ xử lý nước thải thủy sản tiên tiến

Nhiều doanh nghiệp hiện đang áp dụng các công nghệ xử lý sinh học truyền thống như bể bùn hoạt tính cổ điển. Tuy nhiên, phương pháp này bộc lộ nhiều hạn chế. Thứ nhất, việc sản xuất theo mùa vụ hoặc theo đơn đặt hàng khiến lưu lượng và nồng độ ô nhiễm của nước thải không ổn định, ảnh hưởng lớn đến hệ vi sinh vật và làm giảm hiệu quả xử lý. Thứ hai, chi phí vận hành, đặc biệt là chi phí hóa chất và quản lý bùn, là một gánh nặng lớn. Do đó, việc nghiên cứu và ứng dụng một công nghệ mới, có khả năng giảm tải ô nhiễm đầu vào một cách hiệu quả và ổn định như keo tụ điện hóa, kết hợp với một bể sinh học nhỏ gọn, hiệu suất cao như USBF, là một yêu cầu cấp thiết để đảm bảo nước thải đầu ra luôn đạt tiêu chuẩn xả thải QCVN 11:2015/BTNMT mà không làm tăng gánh nặng kinh tế cho doanh nghiệp.

II. Phương pháp keo tụ điện hóa Giải pháp tiền xử lý tối ưu

Keo tụ điện hóa, hay công nghệ EC (Electrocoagulation), là một phương pháp xử lý hóa-lý tiên tiến, đóng vai trò là công đoạn tiền xử lý lý tưởng cho nước thải thủy sản. Thay vì sử dụng hóa chất keo tụ từ bên ngoài, công nghệ này sử dụng dòng điện một chiều để hòa tan các điện cực (anode) làm từ nhôm hoặc sắt. Quá trình này tạo ra các ion kim loại ngay trong nước thải, chúng nhanh chóng thủy phân thành các bông hydroxit có khả năng keo tụ và hấp phụ mạnh mẽ các chất ô nhiễm. Đồng thời, tại điện cực âm (cathode), quá trình điện phân nước tạo ra các bọt khí hydro, giúp tuyển nổi các bông cặn lên bề mặt, làm tăng hiệu quả tách cặn. Đây là một giải pháp "xanh" hơn, không cần thêm hóa chất, giảm thiểu lượng bùn phát sinh và đơn giản hóa quá trình vận hành.

2.1. Nguyên lý hoạt động của công nghệ keo tụ điện hóa EC

Cơ chế của công nghệ keo tụ điện hóa dựa trên một loạt các phản ứng oxy hóa khử và hóa lý phức tạp. Khi dòng điện một chiều được cấp vào hệ thống, tại cực dương (anode), kim loại điện cực bị oxy hóa và hòa tan vào dung dịch, ví dụ: Al → Al³⁺ + 3e⁻. Các ion kim loại này ngay lập tức phản ứng với nước để tạo thành các hợp chất hydroxit như Al(OH)₃. Các bông keo này có diện tích bề mặt lớn, giúp hấp phụ các hạt keo, chất hữu cơ lơ lửng và cả các ion kim loại nặng. Song song đó, tại cực âm (cathode) xảy ra phản ứng điện phân nước: 2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻. Các bọt khí H₂ sinh ra có kích thước rất nhỏ, bám vào các bông cặn và đưa chúng nổi lên bề mặt, trong khi các bông cặn lớn hơn sẽ lắng xuống đáy, tạo thành bùn điện hóa.

2.2. Hiệu quả vượt trội của điện cực nhôm và điện cực sắt

Việc lựa chọn vật liệu điện cực có ảnh hưởng quyết định đến hiệu suất xử lý. Nhôm và sắt là hai vật liệu được sử dụng phổ biến nhất. Nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Anh và Nguyễn Minh Tùng (2010) đã chỉ ra rằng việc kết hợp điện cực nhôm làm cực dương và điện cực sắt làm cực âm mang lại kết quả xử lý tốt nhất cho nước thải thủy sản. Nhôm (Al) khi hòa tan tạo ra Al(OH)₃, là một chất keo tụ rất hiệu quả trong việc khử màu nước thải và loại bỏ các chất hữu cơ. Trong khi đó, việc sử dụng các điện cực khác nhau giúp tối ưu hóa quá trình oxy hóa khử, tăng cường hiệu quả tổng thể. Thí nghiệm đã xác định các thông số vận hành tối ưu như khoảng cách điện cực là 2cm và hiệu điện thế 24V để đạt hiệu quả cao nhất.

III. Cách bể USBF xử lý triệt để chất hữu cơ Nito và Photpho

Sau khi được giảm tải đáng kể qua bể keo tụ điện hóa, nước thải tiếp tục được đưa vào bể lọc bùn dòng chảy ngược (USBF - Upflow Sludge Blanket Filtration). Đây là một công nghệ xử lý sinh học cải tiến, tích hợp cả ba quá trình thiếu khí, hiếu khí và lắng trong cùng một công trình. Cấu trúc này không chỉ tiết kiệm diện tích xây dựng mà còn tạo ra một môi trường lý tưởng cho các quần thể vi sinh vật khác nhau cùng phát triển. Nước thải đi từ dưới lên, qua lớp bùn hoạt tính lơ lửng, giúp tối đa hóa sự tiếp xúc giữa vi sinh vật và chất ô nhiễm. Nhờ đó, bể USBF có khả năng xử lý COD và BOD với hiệu suất rất cao, đồng thời thực hiện hiệu quả quá trình loại bỏ Nito và Photpho.

3.1. Cấu tạo và cơ chế của bể lọc bùn dòng chảy ngược

Bể USBF được thiết kế thông minh với các vách ngăn tạo thành các vùng xử lý riêng biệt. Vùng dưới cùng là vùng thiếu khí (anoxic), nơi diễn ra quá trình khử nitrat. Tiếp theo là vùng hiếu khí (aerobic) lớn nhất, được cấp khí liên tục để vi sinh vật hiếu khí phân hủy chất hữu cơ và thực hiện nitrat hóa. Điểm đặc biệt của bể USBF là ngăn lắng được tích hợp ngay phía trên vùng hiếu khí. Nước sau xử lý dâng lên qua một lớp bùn hoạt tính đóng vai trò như một lớp màng lọc sinh học, giữ lại các bông bùn nhỏ, giúp nước đầu ra trong hơn so với bể lắng truyền thống. Cơ chế dòng chảy ngược này giúp duy trì mật độ sinh khối cao trong bể mà không cần hệ thống tuần hoàn bùn phức tạp.

3.2. Vai trò của giá thể vi sinh trong việc nâng cao hiệu suất

Để nâng cao hơn nữa công suất xử lý, người ta có thể bổ sung giá thể vi sinh vào ngăn hiếu khí của bể USBF. Các giá thể này cung cấp bề mặt rộng lớn cho vi sinh vật bám vào và phát triển, tạo thành một lớp màng sinh học (biofilm). Điều này làm tăng mật độ vi sinh vật trong bể lên đáng kể so với hệ thống lơ lửng thông thường. Lượng vi sinh vật dồi dào hơn đồng nghĩa với khả năng xử lý tải lượng ô nhiễm cao hơn trong một thể tích bể nhỏ hơn. Nghiên cứu thực nghiệm cho thấy, bể USBF có bổ sung giá bám cho hiệu suất xử lý các chỉ tiêu COD, BOD5, TKN và Photpho tổng cao hơn rõ rệt so với bể không có giá bám, chứng tỏ vai trò quan trọng của giá thể vi sinh.

IV. Kết quả ứng dụng hệ thống xử lý nước thải thủy sản EC USBF

Tính hiệu quả của mô hình kết hợp keo tụ điện hóa và bể USBF đã được chứng minh qua các nghiên cứu thực nghiệm chi tiết. Luận văn của Nguyễn Ngọc Anh và Nguyễn Minh Tùng (2010) tại Đại học Cần Thơ đã cung cấp những số liệu thuyết phục về khả năng xử lý của hệ thống đối với nước thải thủy sản thực tế. Kết quả cho thấy, hệ thống không chỉ xử lý hiệu quả các chất ô nhiễm hữu cơ mà còn loại bỏ tốt các chất dinh dưỡng và chất rắn lơ lửng. Nước thải sau xử lý có chất lượng ổn định, đáp ứng được các quy chuẩn môi trường khắt khe, mở ra một hướng đi đầy tiềm năng cho các doanh nghiệp trong ngành.

4.1. Hiệu quả xử lý TSS và khử màu nước thải chế biến vượt trội

Một trong những thành công nổi bật của hệ thống là khả năng loại bỏ chất rắn lơ lửng và cải thiện độ trong của nước. Giai đoạn keo tụ điện hóa ban đầu đã loại bỏ phần lớn TSS và các chất gây màu. Sau đó, bể lọc bùn dòng chảy ngược tiếp tục hoàn thiện quá trình này. Kết quả thí nghiệm với thời gian lưu 10 giờ cho thấy hiệu quả xử lý TSS của bể USBF có giá bám đạt tới 92,63%. Đối với các loại nước thải đặc thù như nước thải nhà máy tôm hay nước thải chế biến cá tra, vốn có độ đục và màu cao, khả năng này là cực kỳ quan trọng, giúp nước đầu ra đạt tiêu chuẩn về mặt cảm quan và chất lượng.

4.2. Đánh giá hiệu suất xử lý COD BOD5 TKN và Photpho tổng

Các chỉ số ô nhiễm chính đều được xử lý với hiệu suất rất cao. Cụ thể, trong điều kiện vận hành tối ưu (thời gian lưu 10 giờ, có giá bám), hệ thống đạt hiệu suất xử lý COD là 97,16% và BOD5 là 98,00%. Đặc biệt, khả năng loại bỏ Nito và Photpho cũng rất ấn tượng, với hiệu suất xử lý TKN (Tổng Nitơ Kjeldahl) đạt 92,69% và Photpho tổng đạt 75,85%. Những con số này minh chứng rằng sự kết hợp giữa công nghệ EC (Electrocoagulation) và bể USBF tạo ra một quy trình xử lý toàn diện, giải quyết triệt để các vấn đề ô nhiễm cốt lõi của nước thải thủy sản.

4.3. Chất lượng nước đầu ra đáp ứng tiêu chuẩn QCVN 11 2015

Mục tiêu cuối cùng của mọi hệ thống xử lý nước thải thủy sản là đảm bảo chất lượng nước xả thải tuân thủ quy định của pháp luật. Kết quả nghiên cứu đã khẳng định rằng, nước thải sau khi qua hệ thống kết hợp EC-USBF có các chỉ tiêu SS, COD, BOD5, TKN đều đạt tiêu chuẩn xả thải QCVN 11:2015/BTNMT (cột A). Đây là cột tiêu chuẩn áp dụng cho nguồn nước cấp sinh hoạt, chứng tỏ mức độ xử lý rất triệt để của công nghệ. Việc đạt được tiêu chuẩn cao nhất này không chỉ giúp doanh nghiệp tránh được các rủi ro pháp lý mà còn thể hiện trách nhiệm với môi trường và cộng đồng.

V. Tương lai tiềm năng của hệ thống xử lý nước thải kép này

Sự thành công của mô hình EC-USBF không chỉ giải quyết các vấn đề hiện tại mà còn mở ra nhiều tiềm năng ứng dụng trong tương lai. Công nghệ này có tính linh hoạt cao, có thể tùy chỉnh để phù hợp với nhiều loại nước thải khác nhau trong ngành thủy sản, kể cả những loại có tính chất phức tạp. Hướng phát triển tiếp theo sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa hơn nữa các thông số vận hành để giảm thiểu chi phí, đồng thời nghiên cứu các giải pháp quản lý và tái sử dụng sản phẩm phụ như bùn, biến thách thức thành cơ hội, hướng tới một nền kinh tế tuần hoàn trong ngành chế biến thủy sản.

5.1. Khả năng ứng dụng cho nước thải có độ mặn cao và đặc thù

Một thách thức lớn trong ngành là xử lý nước thải độ mặn cao, đặc biệt là từ các nhà máy chế biến hải sản. Các phương pháp sinh học truyền thống thường bị ức chế bởi nồng độ muối cao. Tuy nhiên, công nghệ keo tụ điện hóa lại hoạt động rất tốt trong môi trường có độ dẫn điện cao (do muối), thậm chí còn giúp giảm tiêu thụ điện năng. Do đó, hệ thống kết hợp EC-USBF có tiềm năng rất lớn để xử lý hiệu quả các loại nước thải này. Ngoài ra, nó cũng phù hợp cho nước thải chế biến cá tra, vốn có hàm lượng mỡ và protein cao, nhờ khả năng phá vỡ nhũ tương và loại bỏ chất béo hiệu quả của giai đoạn EC.

5.2. Hướng tối ưu hóa chi phí vận hành và quản lý bùn thải

Mặc dù hệ thống đã cho thấy hiệu quả kinh tế, việc tối ưu hóa chi phí vận hành vẫn là một mục tiêu quan trọng. Các nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc tự động hóa quá trình điều khiển mật độ dòng điện trong bể EC dựa trên nồng độ ô nhiễm đầu vào để tiết kiệm năng lượng. Về quản lý bùn, bùn điện hóa có đặc tính ít nước và dễ xử lý hơn bùn hóa học truyền thống. Cần có thêm các nghiên cứu về khả năng tận dụng loại bùn này, ví dụ như làm vật liệu xây dựng hoặc phân bón sau khi xử lý phù hợp, góp phần giảm chi phí xử lý cuối cùng và bảo vệ môi trường một cách toàn diện.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU Đất nước ta đang trên đường hội nhập và phát triển, việc gia nhập tổ chức Thương mại Thế giới (WTO) là một cơ hội và cũng là một thách thức cho nền kinh tế đất nước. Từ tháng 9 năm 2008, kinh tế thế giới bị khủng hoảng và điều này đã ảnh hưởng rất lớn đến nền kinh tế của nước ta [1]. Tốc độ tăng trưởng kinh tế giảm rõ rệt trong năm 2008. Cụ thể là GDP năm 2008 tăng 5.5% thấp hơn nhiều so với GDP năm 2007 tăng 8.

Đứng trước tình hình đó, chính phủ nước ta đã có chính sách vực dậy nền kinh tế bằng những gói kích cầu kinh tế có tổng trị giá khoảng 8. Sự hỗ trợ này của chính phủ cùng với những nổ lực của các doanh nghiệp nên kinh tế của nước ta trong năm 2009 và năm 2010 đã có những dấu hiệu phục hồi rất tích cực. Tất cả các lĩnh vực đều đạt tốc độ tăng trưởng cao hơn tốc độ tăng trưởng cùng kỳ năm trước. Trong đó, GDP 6 tháng đầu năm 2010 tăng khoảng 6 - 6,1% [6].

Các ngành công nghiệp như: khai thác dầu khí, khai thác than, dệt may, xuất khẩu gạo, xuất khẩu thủy hải sản,… là những ngành thu về nhiều ngoại tệ nhất cho nước ta trong 6 tháng đầu năm 2010. Cụ thể như: xuất khẩu dầu khí đạt 79.9 triệu USD, xuất khẩu than đạt 1.8 tỉ USD (4 tháng đầu năm 2010), xuất khẩu hàng dệt may đạt 4.65 tỉ USD, xuất khẩu gạo đạt 1.396 tỉ USD, xuất khẩu thủy hải sản đạt 1. Bên cạnh đó, các ngành công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, thương mại - dịch vụ cũng góp một phần đáng kể cho sự phục hồi của nền kinh tế [7; 8; 9; 10; 11]. Song song với sự phục hồi của nền kinh tế thì các nhà máy, xí nghiệp ở khắp nơi đã hoạt động bình thường trở lại sau thời gian hoạt động cầm chừng trong giai đoạn khủng hoảng và ngày càng được mở rộng về quy mô.

Đây là tín hiệu đáng mừng cho nền kinh tế nhưng đổi lại môi trường của chúng ta sẽ có nguy cơ ô nhiễm ngày càng nghiêm trọng hơn. Đặc biệt là môi trường nước mặt rất dễ bị ô nhiễm do nước thải của các ngành công nghiệp chưa qua xử lý hoặc xử lý nhưng không đạt các quy định trong hệ thống QCVN (cụ thể là QCVN 24: 2009/BTNMT). Trong các loại nước thải thì nước thải của các nhà máy chế biến thủy hải sản là một trong những loại có khả năng gây ô nhiễm nguồn nước mặt cao nhất. Bởi vì, loại nước thải này có chứa hàm lượng chất hữu cơ cao (Lâm Minh Triết - Nguyễn Thanh Hùng - Nguyễn Phước Dân, 2006).

Bên cạnh đó, trong tất cả các khu vực kinh tế của SVTH: Nguyễn Ngọc Anh - Nguyễn Minh Tùng 1 Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải thuỷ sản bằng phương pháp keo tụ điện hoá kết hợp với bể USBF” nước ta thì khu vực đồng bằng sông Cửu Long là nơi có sản lượng xuất khẩu thủy hải sản cao nhất nước ta. Chỉ 6 tháng đầu năm 2010 khu vực này đã đóng góp hơn 530 triệu USD cho tổng giá trị xuất khẩu thủy sản của cả nước [12]. Tuy nhiên, trong những năm gần đây mặt hàng cá tra, basa philê xuất khẩu của đồng bằng sông Cửu Long thường bị các công ty Mỹ kiện về việc bán phá giá và mặt hàng này liên tục bị áp đặt “thuế chống bán phá giá” vào thị trường này. Theo ông Nguyễn Việt Thắng, Chủ tịch Hội nghề cá Việt Nam cho rằng: “quyết định này của Mỹ đã gây ảnh hưởng lớn đến người nuôi cá tra, basa ở đồng bằng sông Cửu Long” [13].

Trước vấn đề này, rất khó khăn cho các công ty, xí nghiệp chế biến thủy hải sản ở đồng bằng sông Cửu Long có quy mô vừa và nhỏ xây dựng và vận hành một hệ thống xử lý nước thải đúng kỹ thuật. Bởi vì, lợi nhuận của họ thu được là rất bấp bênh và phụ thuộc rất lớn vào thị trường Mỹ. Trong khi đó, các công ty có quy mô lớn thì có khả năng xây dựng hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh nhưng họ liên tục mở rộng quy mô hay nâng cao công suất hoạt động nên các hệ thống xử lý này luôn nằm trong tình trạng quá tải. Bên cạnh đó, việc chế biến các mặt hàng cá tra, cá basa philê xuất khẩu ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long thường là theo mùa vụ và theo đơn đặt hàng.

Vào mùa vụ do thừa nguyên liệu nên đại đa số các nhà máy phải hoạt động hết công suất. Điều này làm cho hệ thống xử lý nước thải của các công ty trong giai đoạn này luôn trong tình trạng quá tải dẫn đến chất lượng nước thải đầu ra không đạt QCVN (cụ thể là QCVN 11: 2008/BTNMT). Vào mùa thiếu nguyên liệu (nghịch mùa) các nhà máy phải hoạt động cầm chừng, không ổn định hoặc phải sử dụng nguồn nguyên liệu khác để sản xuất ra mặt hàng khác. Điều này đã ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả hoạt động của hệ thống xử lý nước thải.

Bởi vì, các hệ thống xử lý nước thải của các nhà máy thủy hải sản thường áp dụng phương pháp sinh học, mà việc hoạt động của các nhà máy không ổn định như thế thì lượng nước thải được thải ra hằng ngày là không ổn định cả về lưu lượng lẫn chất lượng. Do vậy, tình trạng này đã ảnh hưởng rất nhiều đến khả năng hoạt động của các vi sinh vật trong hệ thống dẫn đến chất lượng nước thải đầu ra không đạt theo QCVN 11: 2008/BTNMT. Với những vấn đề của các công ty, xí nghiệp và hiện trạng của các hệ thống xử lý nước thải như hiện tại, thì nguy cơ các nguồn nước mặt ở đồng bằng sông Cửu Long bị ô nhiễm do nước thải thủy sản là rất cao. Bên cạnh đó, vấn đề quản lý và xử lý nước SVTH: Nguyễn Ngọc Anh - Nguyễn Minh Tùng 2 Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải thuỷ sản bằng phương pháp keo tụ điện hoá kết hợp với bể USBF” thải thủy sản ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long là hết sức bức thiết nhưng hiện nay vẫn chưa có giải pháp triệt để.

Như vậy, việc cần làm ngay vào thời điểm này là phải tiến hành nghiên cứu và tìm ra một công nghệ xử lý nước thải thủy sản mới vừa có thể đáp ứng được tình hình kinh tế của các doanh nghiệp mà vẫn đảm bảo chất lượng nước đầu ra của hệ thống. Bên cạnh đó, cũng cần có những phương pháp cải tạo hoặc nâng cao công suất cho các hệ thống cũ hay các hệ thống bị quá tải. Trong khi đó, ở Việt Nam công nghệ USBF đã xuất hiện với rất nhiều những ưu điểm trong việc xử lý nước thải. Tuy nhiên, công nghệ này chỉ mới áp dụng rộng rãi cho việc xử lý nước thải sinh hoạt như: khách sạn Novotel Phan Thiết - Bình Thuận, resort Aquaba Mũi Né - Bình Thuận, khu Du lịch Sinh Thái An Viên - Nha Trang,… Hiệu quả xử lý cụ thể của một số chỉ tiêu như sau: SS 85%; COD 91%; BOD5 91%; N 84%; và P 80% (Nguyễn Hàn Mộng Du, 2006).

Công nghệ USBF được cải tiến từ qui trình bùn hoạt tính cổ điển. Công nghệ này kết hợp ba quá trình thiếu khí, hiếu khí và lắng trong một đơn vị xử lý nước thải. Đây chính là điểm khác với hệ thống xử lý bùn hoạt tính cổ điển, thường tách rời ba quá trình trên nên tốc độ và hiệu quả xử lý không cao. Với sự kết hợp này khi sử dụng bể USBF sẽ tiết kiệm chi phí cho quá trình xây dựng và vận hành hệ thống.

Do đó, việc nghiên cứu việc áp dụng công nghệ này để xử lý nước thải thủy sản là một việc hoàn toàn phù hợp. Bên cạnh đó, để giảm tải nạp cho bể USBF thì bể keo tụ điện hóa là một lựa chọn rất khả quan. Bể keo tụ điện hóa là một công nghệ giao thoa ưu điểm của 3 phương pháp: tuyển nổi điện phân, keo tụ - tạo bông và điện phân hóa học (Hold, Barton và Mitchell, 2004). Do sử dụng dòng điện một chiều và kim loại (nhôm và sắt) làm cực tan nên không cần phải tốn chi phí mua hóa chất cho việc vận hành bể này.

Bên cạnh đó, giá bám sẽ được bổ sung vào ngăn hiếu khí của bể USBF. Việc làm này sẽ làm tăng mật độ vi sinh vật trong ngăn hiếu khí. Khi đó chất lượng nước thải đầu ra sẽ được cải thiện hơn và thể tích của bể USBF sẽ được giảm đáng kể. Với những vấn đề hiện tại của các công ty, xí nghiệp và các hệ thống xử lý nước thải.

Hệ thống kết hợp bể keo tụ điện hóa và USBF hứa hẹn sẽ giải quyết được bài toán SVTH: Nguyễn Ngọc Anh - Nguyễn Minh Tùng 3 Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải thuỷ sản bằng phương pháp keo tụ điện hoá kết hợp với bể USBF” trên. Đó là lý do đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải thuỷ sản bằng phương pháp keo tụ điện hoá kết hợp với bể USBF” đã được chúng tôi thực hiện. SVTH: Nguyễn Ngọc Anh - Nguyễn Minh Tùng 4 Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải thuỷ sản bằng phương pháp keo tụ điện hoá kết hợp với bể USBF” CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU Tuỳ theo bản chất của các phương pháp xử lý nước thải, người ta có thể chia chúng thành phương pháp lý học, phương pháp hoá học, phương pháp sinh học. Một hệ thống xử lý hoàn chỉnh thường kết hợp đủ các thành phần kể trên.

Tuy nhiên, tuỳ theo tính chất của nước thải, mức độ tài chính và yêu cầu xử lý mà người ta có thể cắt bớt một số công đoạn (Lê Hoàng Việt, 2002). Đề tài “Nghiên cứu xử lý nước thải thuỷ sản bằng phương pháp keo tụ điện hoá kết hợp với bể USBF” là một đề tài kết hợp hai phương pháp xử lý: + Phương pháp hoá học: phương pháp keo tụ điện hoá (electrocoagulation) + Phương pháp sinh học: công nghệ USBF(Upflow Sludge Blanket Filtration) Do đó, ở phần lược khảo tài liệu này, chúng tôi sẽ tập trung vào các vấn đề của hai phương pháp này. Phương pháp xử lý hoá học Theo Lê Hoàng Việt (2002), xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học là đưa vào nước thải một hoá chất nào đó, hoá chất này tác dụng với các chất ô nhiễm trong nước thải để tạo thành các cặn lắng hay chất hoà tan không độc hại. Cơ sở của các phương pháp hoá học là các quá trình hoá lý diễn ra giữa chất bẩn và các hoá chất thêm vào.