›
›

Khóa luận Nghiên cứu khả năng xử lý nước rửa chai của công ty cổ phần dịch vụ thủy sản Cát Hải bằng cây Cói - Vũ Văn Trúc

pdf 57 trang huongle 1230
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Nghiên cứu khả năng xử lý nước rửa chai của công ty cổ phần dịch vụ thủy sản Cát Hải bằng cây Cói - Vũ Văn Trúc", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfkhoa_luan_nghien_cuu_kha_nang_xu_ly_nuoc_rua_chai_cua_cong_t.pdf

Nội dung text: Khóa luận Nghiên cứu khả năng xử lý nước rửa chai của công ty cổ phần dịch vụ thủy sản Cát Hải bằng cây Cói - Vũ Văn Trúc

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001 : 2008 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Vũ Văn Trúc Giảng viên hƣớng dẫn: TS. Nguyễn Thị Kim Dung HẢI PHÒNG - 2012
  2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƢỚC RỬA CHAI CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN DỊCH VỤ THỦY SẢN CÁT HẢI BẰNG CÂY CÓI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Vũ Văn Trúc Giảng viên hƣớng dẫn : TS. Nguyễn Thị Kim Dung HẢI PHÒNG - 2012
  3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Vũ Văn Trúc Mã SV: 120824 Lớp: MT1202 Ngành: Kỹ thuật môi trƣờng Tên đề tài : Nghiên cứu khả năng xử lý nƣớc rửa chai của Công ty cổ phần dịch vụ thủy sản Cát Hải bằng cây Cói
  4. NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ). Ngiên cứu khả năng xử lý nƣớc rửa chai của công ty cổ phần dịch vụ thủy sản Cát H ải bằng cây Cói Tiến hành thực nghiệm với mẫu thực Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng 2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán. Các số liệu thực nghiệm về các yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng hấp thụ của cây -Thời gian -Mật độ cây -Lƣợng Javen , nồng độ muối 3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp. Phòng thí nghiệm trƣờng :Đại Học Dân Lập Hải Phòng
  5. CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ và tên: Nguyễn Thị Kim Dung Học hàm, học vị: Tiến sĩ Cơ quan công tác: Trƣờng Đại học Dân Lập Hải Phòng Nội dung hƣớng dẫn: Nghiên cứu khả năng xử lý nƣớc rửa chai của Công ty cổ phần dịch vụ thủy sản Cát Hải bằng cây Cói Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ và tên: Học hàm, học vị: Cơ quan công tác: Nội dung hƣớng dẫn: Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày tháng năm 2012 Yêu cầu phải hoàn thành xong trƣớc ngày 07 tháng 12 năm 2012 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Sinh viên Người hướng dẫn Vũ Văn Trúc Nguyễn Thị Kim Dung Hải Phòng, ngày tháng năm 2012 HIỆU TRƢỞNG GS.TS.NGƢT Trần Hữu Nghị
  6. PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp: 2. Đánh giá chất lƣợng của khóa luận (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ Đ.T. T.N trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu ): 3. Cho điểm của cán bộ hƣớng dẫn (ghi cả số và chữ): Hải Phòng, ngày tháng năm 2012 Cán bộ hƣớng dẫn (họ tên và chữ ký) TS. Nguyễn Thị Kim Dung
  7. MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 2 1.1. Một vài nét về sản xuất nƣớc mắm 2 1.2. Quy trình sản xuất nƣớc mắm 2 1 ủa quá trình sản xuất nƣớc mắm 2 1.2.2. Một số phƣơng pháp chế biến 3 1.3. Vấn đề ô nhiễm môi trƣờng của nhà máy sản xuất nƣớc mắm 5 1.3.1. Chất thải rắn 5 1.3.2. Các công đoạn phát sinh ô nhiễm giai đoạn rửa chai 6 1.3.3. Đặc tính của nƣớc thải rửa chai 7 1.4. Các công nghệ xử lý nƣớc thải công ty sản xuất mắm 8 1.4.1 Phƣơng pháp hoá lý [ 4 ] 8 1.4.2 Phƣơng pháp sinh học 9 1.4.3. Xử lý bằng phƣơng pháp tự nhiên 12 1.5. Đặc điểm của cây cói 17 1.5.1. Đặc điểm thực vật học của cây cói 19 1.5.2 Yêu cầu sinh thái 20 1.6. Thành phần sinh hóa đặc tính tác dụng của cây Cói 21 1.7. Các yếu tố ảnh hƣởng tới hiệu suất xử lý nƣớc thải 22 1.7.1. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình phân hủy hiếu khí [ 1 ] 22 CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM 24 2.1 Đối tƣợng và mục tiêu nghiên cứu 24 2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu 24 2.1.2. Mục đích nghiên cứu 24 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 24 2.2.1. Phƣơng pháp khảo sát thực địa, lấy mẫu tại hiện trƣờng 24 2.2.2. Phƣơng pháp phân tích phòng thí nghiệm 24 2.2.3. Đo pH 27 2.2.4. Xác định độ mặn của mẫu nƣớc thải bằng phƣơng pháp chuẩn độ với AgNO3 27 2.2.5. Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng TSS 27 2.2.6 Khảo sát khả năng xử lý COD, SS của cây Cói 28
  8. 2.2.7. Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý nƣớc thải rửa chai của nhà máy sản xuất mắm 28 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 3.1. Kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc rửa chai của công ty cổ phần dịch vụ sản xuất mắm Cát Hải 30 3.2. Kết quả nghiên cứu khả năng xử lý COD và SS trong nƣớc rửa chai của công ty cổ phần dịch vụ mắm Cát Hải 31 3.2.1. Kết quả xử lý COD và SS theo dòng chảy đứng 31 3.2.2. Kết quả xử lý COD, SS trong nƣớc thải rửa chai theo dòng chảy ngang 33 3.3. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý nƣớc thải 34 3.3.1. Khảo sát ảnh hƣởng của hàm lƣợng Javen đến hiệu suất xử lý COD 34 3.3.2. Ảnh hƣởng của nồng độ chất hữu cơ trong nƣớc thải đến hiệu suất khử COD, SS 35 3.3.3 Ảnh hƣởng của nồng độ muối đến hiệu suất khử COD, SS 37 3.3.4 Ảnh hƣởng thời gian lƣu nƣớc thải tới hiệu suất khử COD 38 3.3.5 Ảnh hƣởng của mật độ cây tới hiệu suất xử lý COD 39 3.3.6. Ảnh hƣởng tuổi của cây tới hiệu quả xử lý COD 41 3.4. Đề suất quy trình công nghệ xử lý nƣớc thải sản xuất mắm Cát Hải 42 Thuyết minh quy trình công nghệ 43 KẾT LUẬN 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46
  9. DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ qui trình công nghệ chế biến sản phẩm nƣớc mắm cổ truyền 4 Hình 1.2. Sơ đồ các công đoạn phát sinh ô nhiễm nƣớc rửa chai. 6 Hình 1.3. Chai trƣớc khi rửa 7 Hình 1.4. Chai trƣớc và sau khi rửa 8 Hình 2.1. Đồ thị biểu diễn đƣờng chuẩn COD. 26 Hình 3.1. Hiệu quả xử lý COD, SS đối dòng chảy đứng 32 Hình: 3.2. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý COD, SS theo dòng chảy ngang 33 Hình 3. 3. Biểu đồ biểu diễn ảnh hƣởng của chất Javen đến hiệu xuất xử lý COD 35 Hình 3.4: Biểu đồ biểu diễn ảnh hƣởng nồng độ COD, SS đầu vào đến hiệu suất xử lý COD, SS của cây cói 36 Hình 3.5: Biểu đồ biểu diễn ảnh hƣởng nồng độ muối của nƣớc thải đến hiệu suất khử COD, SS 37 Hình 3.6:Biểu đồ biểu diễn ảnh hƣởng của thời gian lƣu nƣớc thải đến hiệu suất khử COD 39 Hình 3.7. Biểu đồ ảnh hƣởng của mật độ cây trồng đến hiệu suất xử lý COD 40 Hình 3.8: Biểu đồ ảnh hƣởng độ tuổi cây trồng đến hiệu suất xử lý COD, SS 41 Hình 3.9: Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nƣớc thải sản suất nƣớc mắm 42
  10. DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Công thức làm mắm ở một số nƣớc châu Á 2 Bảng 2.1: Bảng thể tích các dung dịch sử dụng để xây dụng đƣờng chuẩn COD 25 Bảng 2.2: Số liệu đƣờng chuẩn COD 26 Bảng 3.1 Kết quả chất lƣợng nƣớc rửa trai của công ty cổ phần sản xuất mắm Cát Hải 30 Bảng 3.2. Kết quả xử lý COD và SS trong nƣớc rửa chai theo dòng chảy đứng 31 Bảng 3.3. Kết quả xử lý COD, SS trong nƣớc rửa chai theo dòng chảy ngang . 33 Bảng 3.4. Ảnh hƣởng của nồng độ Javen đến hiệu suất xử lý COD 34 Bảng 3.5: Ảnh hƣởng của nồng độ COD, SS đầu vào đến hiệu suất xử lý của cây cói 36 Bảng 3.6. Ảnh hƣởng nồng độ muối của nƣớc thải đến hiệu suất khử COD, SS của cây Cói 37 Bảng 3.7: Ảnh hƣởng của thời gian lƣu nƣớc thải tới hiệu suất khử COD của cây 38 Bảng 3.8. Ảnh hƣởng của mật độ cây trồng tới hiệu suất xử lý COD 40 Bảng 3.9: Ảnh hƣởng độ tuổi của cây trồng tới hiệu suất xử lý COD, SS 41
  11. LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn cô giáo TS. Nguyễn Thị Kim Dung đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành luận văn này. Em cũng xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô trong ban lãnh đạo nhà trƣờng, các thầy cô trong Bộ môn kỹ thuật Môi trƣờng đã tạo điều kiện giúp đỡ cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Vì khả năng và sự hiểu biết của em còn có hạn nên đề tài của em không tránh khỏi sự sai sót. Vậy em kính mong các thầy cô góp ý để đề tài của em đƣợc hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn. Sinh viên: Vũ Văn Trúc
  12. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP LỜI MỞ ĐẦU Với sự phát triển kinh tế, trính trị xã hội của mỗi quốc gia ngày càng lớn mạnh, kéo theo đời sống về vật chất tinh thần của con ngƣời càng đƣợc nâng cao. Đi đôi với những thành tựu đó có rất nhiều mối đe dọa cần đƣợc quan tâm đến nhƣ động `đất, sóng thần, bão lũ và việc quan tâm nhiều nhất chính là sự ô nhiễm môi trƣờng do các nhà máy, xí nghiệp, cơ quan và ý thức của mỗi ngƣời dân gây ra. Cần có những biện pháp quản lý chặt chẽ của nhà nƣớc và sự quan tâm đầu tƣ của mỗi cơ quan xí nghiệp đến việc xử lý chất thải. Đƣa ra các biện pháp hiệu quả, ít gây ảnh đến môi trƣờng nhất. Việt Nam chúng ta đã và đang rất chú trọng đến việc cải tạo môi trƣờng và ngăn ngừa ô nhiễm. Vì vậy, để ngăn chặn sự ô nhiễm trƣớc tiên phải xử lý các nguồn gây ô nhiễm thải vào môi trƣờng. Trong đó, xử lý nƣớc thải là một trong những yêu cầu cấp thiết ở nƣớc ta. Theo một vài thống kê hiện nay trên cả nƣớc hầu hết các doanh nghiệp, nhà máy đều có hệ thống xử lý nƣớc thải. Điểm mấu chốt ở đây là đa số các hệ thống xử lý nƣớc thải của các nhà máy do nguyên nhân nào đó hiệu quả xử lý chƣa tốt. Vấn đề ô nhiễm nguồn nƣớc do nƣớc thải rửa chai của nhà máy sản xuất nƣớc mắm cũng là vấn đề đƣợc các nhà quản lý môi trƣờng quan tâm. Nƣớc thải rửa chai có nồng độ chất hữu cơ, hóa chất và nồng độ muối khá cao làm ảnh hƣởng nghiêm trọng đến sự phát triển của các vi sinh vật và các cây thuỷ sinh trong nƣớc, cũng nhƣ ảnh hƣởng tới môi trƣờng và các động vật sống xung quanh. Để góp phần vào việc tìm ra giải pháp hữu hiệu để nâng cao hiệu quả xử lý nƣớc rửa chai của nhà máy sản xuất nƣớc mắm em chọn đề tài: “ Nghiên cứu khả năng xử lý nƣớc rửa chai của Công ty cổ phần dịch vụ thủy sản Cát Hải bằng cây Cói. Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 1
  13. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Một vài nét về sản xuất nƣớc mắm Nƣớc mắm là một sản phẩm của thịt cá ngâm dầm trong nƣớc muối mặn, phân giải dần từ protein phức tạp đến protein đơn giản và dừng lại ở giai đoạn tạo thành amino axit nhờ tác dụng của enzim có sẵn trong thịt cá và ruột cá làm cho nƣớc mắm có mùi và vị đặc trƣng. Đây là sản phẩm của nhiều quá trình phức tạp gồm quá trình đạm hóa, quá trình phân giải đƣờng trong cá thành axit, quá trình phân hủy một phần amino axit dƣới tác dụng của vi khuẩn có hại, tiếp tục bị phân hủy thành những hợp chất đơn giản nhƣ amin, amoniac, cacbonic hydrosunfua Nƣớc mắm đƣợc sản xuất từ cá và muối không chỉ đƣợc sử dụng rộng rãi ở Việt Nam mà còn đƣợc ƣa chuộng ở nhiều nƣớc khác trên thế giới. Đặc biệt nƣớc mắm đƣợc sản xuất ở hầu hết các nƣớc Châu Á. Mỗi nƣớc có kiểu sản xuất khác nhau tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dƣỡng và giá trị cảm quan khác nhau. Bảng 1.1: Công thức làm mắm ở một số nƣớc châu Á Nƣớc mắm Điều kiện và thời gian lên men Tỷ lệ 5 : 1 = Cá : Muối + gạo lên men Nhật Bản Thời gian lên men: 6 tháng Hàn Quốc Tỷ lệ 4 : 1 = Cá : Muối ( 6 tháng ) Việt Nam Tỷ lệ 3 : 1 – 3 : 2 = Cá : Muối ( 4-12 tháng ) Thái Lan Tỷ lệ 5 : 1 = Cá : Muối ( 5-12 tháng ) Malaysia Tỷ lệ 5 : 1 – 3 : 1 = Cá : Muối + đƣờng + me ( 3-12 tháng) Philippin Tỷ lệ 3 : 1 – 3 : 2 = Cá : Muối ( 3-12 tháng ) 1.2. Quy trình sản xuất nƣớc mắm ủa quá trình sản xuất nước mắm ủ Bản chất của quá trình này chính là quá trình thủy phân protein trong cá nhờ hệ Enzym proteaza Pepton Polypeptit Axit amin Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 2
  14. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Quá trình thủy phân protein đến axit amin là một quá trình rất phức tạp. Đặc hiệu của enzym peptidaza chỉ tác dụng lên mối nối liên kết peptit để thủy phân nối liên kết này: H2O - CO - NH - - COOH + -NH2 Peptidaza Sự tham gia của enzym trong quá trình thủy phân theo cơ chế xúc tác: E + S ES E + P Với: E: enzym S: cơ chất ES: hợp chất trung gian giữa enzym và cơ chất P: sản phẩm Sản phẩm chủ yếu của quá trình phân giải protein là axit amin và các peptit cấp thấp. 1.2.2. Một số phương pháp chế biến - Phƣơng pháp chế biến nƣớc mắm cổ truyền - Phƣơng pháp chế biến nƣớc mắm cải tiến - Phƣơng pháp chế biến nƣớc mắm bằng hóa học - Phƣơng pháp chế biến nƣớc mắm bằng vi sinh vật 1.2.2.1. Phƣơng pháp chế biến nƣớc mắm cổ truyền a. Nguyên lý: Có 3 phƣơng pháp chế biến chƣợp cổ truyền * Phƣơng pháp đánh khuấy: - Cho muối nhiều lần. - Cho nƣớc lã - Đánh khuấy liên tục * Phƣơng pháp gài nén: - Cho muối một lần hoặc nhiều lần - Không cho nƣớc lã - Gài nén và không đánh khuấy Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 3
  15. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP * Phƣơng pháp hỗn hợp: - Kết hợp giữa 2 phƣơng pháp gài nén và đánh khuấy. - Lúc đầu thực hiện phƣơng pháp gài nén. - Sau đó thực hiện phƣơng pháp đánh khuấy b. Quy trình sản xuất Cá + muối Dịch cá Ủ ( 2 ngày ) Lên men ( 6 – 12 tháng ) Chƣợp chín Chiết rút Nƣớc mắm cốt Xƣơng + thịt chƣa thoái hóa Lên men lần 2 ( 6 – 12 tháng Dịch nƣớc mắm Nƣ ớc muối, ) nƣ ớc biển Bã sau chiết rút B Lên men nhiều lần ã Dịch nƣớc mắm Phối trộn 200 g muối/l 14 – 18 h N/l Nƣớc mắm thành phẩm Axit amin 40 – 60 g/l Chất dễ bay hơi ( axit béo dễ bay hơi, metyl ceton ) Hình 1.1: Sơ đồ qui trình công nghệ chế biến sản phẩm nƣớc mắm cổ truyền Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 4
  16. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 1.3. Vấn đề ô nhiễm môi trƣờng của nhà máy sản xuất nƣớc mắm Chai đƣợc làm sạch qua hai giai đoạn - Rửa chai - Tráng chai Nƣớc rửa chai thực chất là nƣớc biển có nồng độ muối cao và nhiều chất khác Nƣớc rửa chai có pha thêm hóa chất có tính oxy hóa mạnh Lƣợng keo dính nhãn ở vỏ chai khi rửa, sẽ đi vào nƣớc thải Sau khi rửa chai, tráng chai bằng nƣớc ngọt vẫn pha thêm hóa chất gây ức chế vi sinh vật Do là chai sử dụng lại, các thành phần còn lại trong chai tiếp xúc với không khí trong thời gian dài, biến đổi gây ô nhiễm môi trƣờng Trong quá trình rửa chai, nƣớc thải có chứa hàm lƣợng các chất hữu cơ tuy không cao nhƣng với sự có mặt của hóa chất có tính oxy hóa mạnh .Khi xả vào nguồn nƣớc sẽ thay đổi môi trƣờng sống, phá vỡ hệ cân bằng sinh thái làm mất khả năng tự làm sạch của nguồn nƣớc, giảm chất lƣợng nƣớc cấp cho sinh hoạt trong công nghiệp 1.3.1. Chất thải rắn Chủ yếu là lƣợng giấy nhãn còn xót lại trên chai. Tuy nhiên đây là lƣợng chất thải rễ phân hủy, rễ xử lý . Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 5
  17. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 1.3.2. Các công đoạn phát sinh ô nhiễm giai đoạn rửa chai Chai cần rửa Bóc gi ấy nhãn chất thải rắn chai Nƣớc biển nƣớc thải lần 1 Chai rửa lần 1 Hóa chất Nƣớc biển nƣớc thải lần 2 Hóa chất Chai rửa lần 2 Nƣớc biển nƣớc thải lần 3 Chai rửa lần 3 Hóa chất Nƣớc ngọt nƣớc thải lần 1 Chai tráng lần 1 Hóa chất Nƣớc ngọt nƣớc thải lần 2 Chai tráng lần 2 Hóa chất Nƣớc ngọt nƣớc thải lần 3 Chai tráng lần 3 Hóa chất Nƣớc mắm đóng sản phẩm Chai sạch Hình 1.2. Sơ đồ các công đoạn phát sinh ô nhiễm nƣớc rửa chai. Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 6
  18. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 1.3.3. Đặc tính của nước thải rửa chai Hình 1.3. Chai trƣớc khi rửa Với quy mô sản xuất của công ty cổ phần chế biến dịch vụ thủy sản Cát Hải, hàng ngày có một lƣợng lớn chai thủy tinh đƣợc đƣa về rửa và tái sử dụng tại công ty. Đây là loại chai thủy tinh, có thể tích 1,5l đƣợc dùng đựng sản phẩm nƣớc mắm và đƣợc công ty thu hồi sau tiêu dùng.Sau khi đƣợc tập kết về nhà xƣởng, các chai này sẽ đƣợc rửa sạch, dán nhãn và đƣợc tái sử dụng. Tại phân xƣởng rửa chai, có10 bể rửa (mỗi bể có thể tích là ??? m3), hằng ngày công nhân sẽ ngâm các chai thủy tinh đƣợc đem về và tiến hành rửa bằng dung dịch nƣớc rửa. Trung bình, mỗi ca làm việc kéo dài từ 3-4h, ngày làm 2 ca, mỗi bể rửa khoảng 400 chai sẽ thay nƣớc. Nƣớc rửa chai có hàm lƣợng COD, TSS dao động khoảng 100 ÷ 300 với điều kiện thực tế, nƣớc cung cấp để rửa chai là nƣớc biển, đồng thời đƣợc pha thêm Javen để khi tráng chai đựng sản phẩm nên thành phần nƣớc đầu ra tƣơng đối phức tạp. Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 7
  19. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hình 1.4. Chai trƣớc và sau khi rửa 1.4. Các công nghệ xử lý nƣớc thải công ty sản xuất mắm Do đặc thù của hệ thống xử lý, nƣớc thải chứa tổng hàm lƣợng chất rắn lơ lửng, BOD, COD tƣơng đối cao. Vì vậy khi chọn phƣơng pháp xử lý thích hợp phải dựa vào nhiều yếu tố nhƣ lƣợng nƣớc thải, đặc tính nƣớc thải, tiêu chuẩn thải, xử lý tập trung hay cục bộ. Về nguyên lý chung xử lý, nƣớc rửa chai có thể áp dụng các phƣơng pháp sau: - Phƣơng pháp hóa lý. - Phƣơng pháp sinh học - Bằng phƣơng pháp tự nhiên Các quá trình xử lý sinh học ngƣời ta có thể áp dụng việc xử lý bằng bãi lọc trồng cây áp dụng dòng chảy ngập nƣớc, dòng chảy ngầm. Nó sẽ đem lại hiệu quả cao tốn ít tri phí cho doanh nghiệp không gây ảnh hƣởng đến môi trƣờng. 1.4.1 Phương pháp hoá lý [ 4 ] Cơ chế của phƣơng pháp hóa lý là đƣa vào nƣớc thải một chất phản ứng nào đó, chất này phản ứng với các tập hợp chất bẩn trong nƣớc thải và có khả năng loại chúng ra khỏi nƣớc thải dƣới dạng cặn lắng hoặc dạng hòa tan không độc hại. Các phƣơng pháp hóa lý thƣờng sử dụng để khử nƣớc thải là phƣơng pháp keo tụ, hấp phụ, trích ly, tuyển nổi Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 8
  20. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chất trợ keo tụ Tác dụng: Để tăng hiệu quả quá trình keo tụ nhằm tạo các bông lớn dễ lắng ngƣời ta sử dụng thêm các chất trợ keo tụ. Đây là các chất cao phân tử tan trong nƣớc và dễ phân ly thành ion, tạo cầu nối giữa 2 hay nhiều hạt huyền phù, giúp hình thành các bông cặn lớn và dễ lắng. Phân loại: Tùy thuộc vào các nhóm ion phân ly mà ta có thể sử dụng các chất trợ keo khác nhau: C – Cationic: Khi tan trong nƣớc phân tử polime tích điện dƣơng. A – Anionic: Khi tan trong nƣớc phân tử polime tích điện âm. N – Nionic: khi tan trong nƣớc phân tử polime không tích điện. Việc sử dụng chất trợ keo sẽ làm giảm hàm lƣợng chất keo tụ, giảm thời gian của quá trình keo tụ và tăng vận tốc lắng của bông keo.Tùy thuộc vào đặc điểm của dòng thải nhƣ pH, độ đục, độ kiềm mà chọn chất trợ keo cho phù hợp sao cho đạt hiệu suất xử lý cao nhất. Các chất trợ keo thƣờng dùng là A101, C101, N508 Có tác dụng bổ sung thêm vào nƣớc thải các cation và anion nhằm tăng hiệu quả quá trình keo tụ. 1.4.2 Phương pháp sinh học Phƣơng pháp sinh học đƣợc ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nƣớc thải cũng nhƣ một số chất vô cơ nhƣ H2S, sunfit, amoni, Nito dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm. Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất để làm thức ăn. Một cách tổng quát, phƣơng pháp xử lý sinh học có thể phân thành 2 loại: - Phƣơng pháp kị khí sử dụng nhóm vi sinh vật kị khí, hoạt động trong điều kiện không có oxy. - Phƣơng pháp hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục. Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 9
  21. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đối với phƣơng pháp xử lý hiếu khí ta cần cung cấp đủ oxy thƣờng xuyên cho vi sinh vật, tùy thuộc vào từng yếu tố của dòng thải ta có thể áp dụng nhiều cách khác nhau. Với nƣớc thải rửa chai của nhà máy nƣớc mắm cát hải cung cấp oxy cho vi sinh vật bằng thực vật là tốt nhất. 1.4.2.1 Phƣơng pháp sinh học kỵ khí Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian. Tuy nhiên phƣơng trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễu đơn giản nhƣ sau: Vi sinh vật Chất hữu cơ ——————> CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + Tế bào mới Một cách tổng quát quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn: - Giai đoạn 1: thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử - Giai đoạn 2: axit hóa Giai đoạn 3: axetat hóa - Giai doạn 4: metan hóa. Các chất thải hữu cơ chứa nhiều chất hữu cơ cao phân tử nhƣ protein, chất béo, cacbohydrat, cellulo, lignin, trong giai đoạn thủy phân, sẽ đƣợc cắt mạch tạo thành những phân tử đơn giản hơn, dễ phân hủy hơn. Các phản ứng thủy phân sẽ chuyển hóa protein thành axit amin, cacbohydrat thành đƣờng đơn, và chất béo thành các axit béo. Trong giai đoạn axit hóa, các chất hữu cơ đơn giản lại đƣợc tiếp tục chuyển hóa thành axit axetic, H2 và CO2. Các axit béo dễ bay hơi chủ yếu là axit axetic, axit propionic và axit lactic. Bên cạnh đó, CO2 và H2, methanol, các rƣợu đơn giản khác cũng đƣợc hình thành trong quá trình cắt mạch cacbohydrat. Vi sinh vật chuyển hóa metan chỉ có thể phân hủy một số loại cơ chất nhất định nhƣ CO2 + H2, format, axetat, methanol, methylamin, và CO. Tùy theo trạng thái của bùn, có thể chia quá trình xử lý kỵ khí thành: - Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trƣởng dạng lơ lửng nhƣ quá trình tiếp xúc kỵ khí (Anaerobic Contact Process), quá trình xử lý bằng lớp bùn Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 10
  22. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP kỵ khí với dòng nƣớc đi từ dƣới lên. - Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trƣởng dạng dính bám nhƣ quá trình lọc kỵ khí (Anaerobic Filter Process). Ƣu điểm: - Quá trình phân hủy yếm khí dùng CO2 có sẵn nhƣ một tác nhân nhận điện tử làm nguồn oxy của nó. - Quá trình phân hủy yếm khí tạo ra lƣợng bùn thấp hơn (từ 3 đến 20 lần so với quá trình hiếu khí), vì năng lƣợng do vi khuẩn yếm khí tạo ra tƣơng đối thấp. Hầu hết năng lƣợng rút ra từ sự phân hủy chất nền là từ sản phẩm cuối cùng đó là CH4 Nhƣợc điểm: - Quá trình này xảy ra chậm hơn quá trình hiếu khí. - Rất nhạy với chất độc. - Đòi hỏi một thời gian dài để khởi đầu qúa trình này. 1.4.2.2. Phƣơng pháp xử lý sinh học hiếu khí Quá trình xử lý sinh học hiếu khí nƣớc thải gồm ba giai đoạn: - Oxi hóa các chất hữu cơ - Tổng hợp tế bào mới - Phân hủy nội bào Các quá trình xử lý sinh học bằng phƣơng pháp hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong các công trình xử lý nhân tạo, ngƣời ta tạo điều kiện tối ƣu cho quá trình oxy hóa sinh hóa nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn rất nhiều. Tùy theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, quá trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo có thể chia thành: - Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trƣởng dạng lơ lửng chủ yếu đƣợc sử dụng để khử chất hữu cơ chứa carbon nhƣ quá trình bùn hoạt tính, hồ làm thoáng, bể phản ứng hoạt động gián đoạn, quá trình lên men phân hủy hiếu khí. Trong số các quá trình này, quá trình bùn hoạt tính là quá trình phổ biến nhất. - Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trƣởng dạng dính bám nhƣ Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 11
  23. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP quá trình bùn hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa quay sinh học, bể phản ứng nitrat với màng cố định. 1.4.3. Xử lý bằng phương pháp tự nhiên Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp tự nhiên gồm: - Cánh đồng lọc chậm - Cánh đồng lọc nhanh - Cánh đồng chảy tràn - Xử lý nƣớc thải bằng thủy sinh thực vật 1.4.3.1 Xử lý nƣớc thải bằng cánh đồng lọc chậm Cánh đồng lọc chậm là hệ thống xử lý nƣớc thải thông qua đất và hệ thực vật, ở lƣu lƣợng nƣớc thải nạp cho hệ thống khoảng vài cm/tuần. Các cơ chế xử lý diễn ra khi nƣớc thải di chuyển trong đất và thực vật, một phần nƣớc thải có thể đi vào nƣớc ngầm, một phần sử dụng bởi thực vật, một phần bốc hơi thông qua quá trình bốc hơi nƣớc và hô hấp của thực vật. Việc chảy tràn ra khỏi hệ thống đƣợc khống chế hoàn toàn nếu có thiết kế chính xác. Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 12
  24. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Sơ đồ di chuyển của nƣớc thải trong cánh đồng lọc chậm Lƣu lƣợng nạp cho hệ thống biến thiên từ 1,5÷ 10 cm/tuần tùy theo loại đất và thực vật. Trong trƣờng hợp cây trồng đƣợc sử dụng làm thực phẩm cho con ngƣời nên khử trùng nƣớc thải trƣớc khi đƣa vào hệ thống hoặc ngừng tƣới nƣớc thải 1 tuần trƣớc khi thu hoạch để bảo đảm an toàn cho sản phẩm. Để thiết kế hệ thống này ta cần các công thức tính toán sau: Lh + Pp = ET + W + R (7.1) trong đó Lh: lƣu lƣợng nƣớc thải nạp cho hệ thống (cm/tuần) Pp: lƣợng nƣớc mƣa (cm/tuần) ET: lƣợng hơi nƣớc bay hơi do quá trình bốc hơi nƣớc và hô hấp của thực vật (cm/tuần) Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 13
  25. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP W: lƣợng nƣớc thấm qua đất (cm/tuần) R: lƣợng nƣớc chảy tràn (cm/tuần) (= 0 nếu thiết kế chính xác) trong đó I: khả năng thấm lọc của đất, mm P": ẩm độ cuối cùng của đất, % trọng lƣợng P': ẩm độ ban đầu của đất, % trọng lƣợng S: tỉ trọng của đất D: bề dày của lớp đất ẩm do tƣới nƣớc thải 1.4.3.2 Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp cánh đồng chảy tràn Là phƣơng pháp xử lý nƣớc thải trong đó nƣớc thải đƣợc cho chảy tràn lên bề mặt cánh đồng có độ dốc nhất định xuyên qua các cây trồng sau đó tập trung lại trong các kênh thu nƣớc. Mục đích: Xử lý nƣớc thải đến mức của các quá trình xử lý cấp II, cấp III Tái sử dụng chất dinh dƣỡng để trồng các thảm cỏ hoặc tạo các vành đai xanh. Hiệu suất xử lý SS, BOD5 của hệ thống từ 95÷ 99%, hiệu suất khử nitơ khoảng 70÷ 90%, phospho khoảng 50÷ 60%. Các điểm cần lƣu ý cho quá trình thiết kế: Đất ít thấm nƣớc sét hoặc sét pha cát Lƣu lƣợng nạp nƣớc thải thô là 10 cm/tuần Lƣu lƣợng nạp nƣớc thải sau xử lý cấp I là 15 ÷ 20 cm/tuần Lƣu lƣợng nạp nƣớc thải sau xử lý cấp II là 25 ÷ 40 cm/tuần. Độ sâu của mực nƣớc ngầm không cần thiết. Độ dốc khoảng 2÷ 4%, chiều dài đƣờng đi của nƣớc thải không nhỏ hơn 36 m. Thời gian nạp kéo dài 6 ÷ 8 giờ sau đó cho đất nghỉ 16 ÷ 18 giờ, vận hành 5 ÷ 6 ngày/tuần. 1.4.3.3 Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp cánh đồng lọc nhanh Xử lý nƣớc thải bằng cánh đồng lọc nhanh là việc đƣa nƣớc thải vào các kênh Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 14
  26. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP đào ở khu vực đất có độ thấm lọc cao (mùn pha cát, cát) với một lƣu lƣợng nạp lớn. Các điều kiện địa lý nhƣ độ thấm lọc của đất, mực thủy cấp rất quan trọng đối với việc ứng dụng phƣơng pháp này. Nƣớc thải sau khi thấm lọc qua đất đƣợc thu lại bằng các ống thu nƣớc đặt ngầm trong đất hoặc các giếng khoan. Mục tiêu của phƣơng pháp xử lý này là: Nạp lại nƣớc cho các túi nƣớc ngầm, hoặc nƣớc mặt Tái sử dụng các chất dinh dƣỡng và trữ nƣớc thải lại để sử dụng cho các vụ mùa Phƣơng pháp này giúp xử lý triệt để các loại nƣớc thải và ngăn chặn sự xâm nhập mặn của nƣớc biển vào các túi nƣớc ngầm. Tuy nhiên các dạng đạm hữu cơ có thể chuyển hóa thành đạm nitrat và đi vào nƣớc ngầm, nếu vƣợt quá tiêu chuẩn 10mg/L khi sử dụng chúng làm nƣớc sinh hoạt sẽ gây bệnh methemoglobinenia ở trẻ em. Nếu khu vực xử lý nằm trong tình trạng yếm khí H2S sẽ sinh ra làm nƣớc ngầm có mùi hôi. Hiệu suất xử lý SS, BOD5, coliform trong phần của hệ thống gần nhƣ triệt để, hiệu suất khử nitơ khoảng 50%, phospho khoảng 70÷ 95%. Các điểm cần lƣu ý cho quá trình thiết kế là lƣu lƣợng nạp nƣớc thải 10 ÷ 250 cm/tuần. Thời gian nạp kéo dài 0,5 ÷ 3 ngày sau đó cho đất nghỉ 1 ÷ 5 ngày. Độ sâu của mực nƣớc ngầm từ 3 ÷ 2 m. Độ dốc thƣờng nhỏ hơn 5%. Để xác định khả năng thấm lọc của đất ngƣời ta thƣờng khoan các lỗ đƣờng kính 100 ÷ 300 cm. Đáy của lỗ nằm ngang mực với tầng đất cần cho thiết kế, đổ đầy nƣớc, độ thấm lọc đƣợc xác định theo hai cách: độ sâu của lớp nƣớc rút đi trong một khoảng thời gian nhất định hay là thời gian cần thiết để nƣớc trong lỗ rút xuống một mức nào đó. 1.4.3.4 Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp thủy sinh thực vật Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 15
  27. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Thủy sinh thực vật là các loài thực vật sinh trƣởng trong môi trƣờng nƣớc, nó có thể gây nên một số bất lợi cho con ngƣời do việc phát triển nhanh và phân bố rộng của chúng. Tuy nhiên lợi dụng chúng để xử lý nƣớc thải, làm phân compost, thức ăn cho ngƣời, gia súc có thể làm giảm thiểu các bất lợi gây ra bởi chúng mà còn thu thêm đƣợc lợi nhuận. Các loại thủy sinh thực vật chính: - Thủy thực vật sống chìm: loại thủy thực vật này phát triển dƣới mặt nƣớc và chỉ phát triển đƣợc ở các nguồn nƣớc có đủ ánh sáng. Chúng gây nên các tác hại nhƣ làm tăng độ đục của nguồn nƣớc, ngăn cản sự khuyếch tán của ánh sáng vào nƣớc. Do đó các loài thủy sinh thực vật này không hiệu quả trong việc làm sạch các chất thải. - Thủy thực vật sống trôi nổi: rễ của loại thực vật này không bám vào đất mà lơ lửng trên mặt nƣớc, thân và lá của nó phát triển trên mặt nƣớc. Nó trôi nổi trên mặt nƣớc theo gió và dòng nƣớc. Rễ của chúng tạo điều kiện cho vi khuẩn bám vào để phân hủy các chất thải. - Thủy thực vật sống nổi: loại thủy thực vật này có rễ bám vào đất nhƣng thân và lá phát triển trên mặt nƣớc. Loại này thƣờng sống ở những nơi có chế độ thủy triều ổn định. 1.4.3.4.1 phƣơng pháp xử lý nƣớc thải bằng thủy thực vật sống nổi Ta có thể xử lý nƣớc rửa chai bằng hệ thống xử lý thực vật. Tùy thuộc vào từng yếu tố dòng thải mà ta có thể chọn loại thực vật cần xử lý điển hình là cây Cói và hệ thống xử lý. Hệ thống xử lý bằng thực vật dựa trên nguyên tắc sinh học. Nƣớc thải rửa chai đƣợc dẫn qua bãi thực vật sống nổi . Nƣớc thải sẽ đƣợc thấm qua rễ, tại đây hệ vi khuẩn trong bộ rễ cây sẽ hoạt động và tiêu hóa, phân hủy các tạp chất trong nƣớc thải sau đó nƣớc thải thấm qua lớp vật liệu lọc rồi chảy xuống ống thoát nƣớc ra ngoài. 1.4.3.4.1.1 phân loại hệ thống Hệ thống xử lý bằng thủy thực vật nổi có: Bãi lọc trồng cây dòng chảy ngập nƣớc Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 16
  28. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm Đối với bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm có: Dòng chảy đứng Dòng chảy ngang Đây là hệ thống xử lý có lớp bảo đảm, sự sinh trƣởng cho thực vật bao gồm đất, đá, cát ,sỏi đƣợc xếp thứ tự từ trên xuống nhằm tạo độ xốp tốt hơn. Kiểu dòng chảy có thể từ trên xuống, dƣới lên, ngang qua, kiểu dòng chảy ngang là phổ biến nhất. Nƣớc thải chảy qua các vùng lọc sẽ đƣợc làm sạch nhờ tiếp xúc bề mặt cuả chất liệu lọc, rễ thực vật . Vùng ngập nƣớc thƣờng thiếu oxy, nhƣng thực vật có thể vận chuyển lƣợng oxy dƣ thừa tới phần rễ bằng cách đó tạo nên vùng vi sinh vật hiếu khí ngay cạnh đới rễ và thân rễ. Đối với bãi lọc trồng cây ngập nƣớc: - Bãi lọc trồng cây ngập nƣớc. Hệ thống này giống đầm lầy tự nhiên , có lớp đất sét hoặc tạo lớp trống thấm.Trên lớp trống thấm là đất hoặc vật liệu phù hợp cho việc phát triển các loài thực vật . Nƣớc thải với độ sâu tƣơng đối nhỏ, chảy theo phƣơng ngang qua bề mặt lớp đất, cấu tạo hệ thống sử dụng với dạng kênh hẹp, độ sâu và vận tốc nƣớc nhỏ cùng với sự có mặt của các loài thực vật.Tạo điều kiện cần thiết cho chế độ gần nhƣ dòng chảy đẩy Trong thực tiễn dòng chảy ngầm là tốt nhất dƣạ vào điều kiện về kinh tế hay đặc trƣng của nguồn nƣớc có thể chọn ra các giải pháp hợp lý Đây là phƣơng pháp mới có tính ứng dụng rộng rãi tại việt nam có hiệu quả cao, đôi khi có thể kết hợp cả hai phƣơng pháp trên để có hiệu quả tốt hơn 1.5. Đặc điểm của cây cói *) Phân loại và giống cói: Cây cói thuộc họ Cyperaceae gồm 85 chi và trên 4000 loài. ở nƣớc ta có 30 chi với 240 loài. Cây cói đang trồng phổ biến là loài cói bông trắng (Cypeus tojet jomis) và cói bông nâu (C. Corymbosus). Một số loài, giống cói phổ biến ở Việt Nam Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 17
  29. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP - Cói bông trắng dạng đứng/Cổ khoang bông trắng dạng đứng (C.tegetiformis Roxb) : Là loài cói đƣợc trồng phổ biến, ƣu thế cho các vùng ven biển, nơi triều cao, đất bùn, đồng cói trong đê. Tiêm mọc đứng, thân màu xanh dài 60-200cm, đƣờng kính (4,5-5,5mm), tiết diện thân hình tam giác hơi tròn. Cói Cổ khoang bông trắng dạng đứng sinh trƣởng, phát triển tốt cho tỷ lệ cói dài tƣơng đối cao, năng suất đạt cao nhất, thích hợp cho sản xuất chiếu xuất khẩu. - Cói Bông trắng dạng xiên/Cổ khoang bông trắng dạng xiên (C.tegetiformis Roxb) : Có tiêm mọc xiên, thân màu xanh đậm dài 80-200cm, Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 18
  30. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP đƣờng kính (6-7mm), tiết diện thân ba cạnh góc nhọn. Cói Cổ khoang bông trắng dạng xiên sinh trƣởng mạnh cho tỷ lệ cói loại 1, năng suất và chất lƣợng ở mức trung bình. Khả năng chống chịu sâu bệnh và chống đổ kém,thích hợp cho sản xuất chiếu để xuất khẩu. - Cói Bông nâu/ Cói hoa tán/ Lác Tản phòng (C. Corymbosus Rottb) : Phân bố trong trảng cỏ và đƣợc trồng chủ yếu ở vùng ven biển. Tiêm mọc đứng, thân có màng ngăn ngang mờ màu xanh vàng, cao 60-150cm, đƣờng kính 4- 5mm, tiết diện thân 3 cạnh góc tù (hơi tròn). Cói bông nâu sinh trƣởng phát triển chậm, năng suất ở mức trung bình, không có cói loại 1 nhƣng hàm lƣợng xenlluloza cao nhất (45%) thích hợp với sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ để xuất khẩu. - Cói chiếu (C. malaccensis Lamk) - Cói bông cách/ U du/ U du thƣa/ Lác Bông cách (C. distans) - Cói mào/ Cói cao/ U du/ Lác Mào (C. elatus L) 1.5.1. Đặc điểm thực vật học của cây cói Cấu tạo của cây cói gồm 2 phần chính: Phần dƣới mặt đất và phần trên mặt đất. Phần dƣới mặt đất có rễ và thân ngầm. Phần trên mặt đất gồm thân khí sinh, lá, hoa, quả và hạt. Rễ: Rễ cói mọc từ các đốt của thân ngầm. Rễ bao gồm rễ ăn sâu, rễ ăn ngang và rễ ăn nổi. Rễ ăn sâu có tác dụng hút chất khoáng ở dƣới sâu, rễ ăn ngang hút chất màu ở tầng mặt đất, rễ ăn nổi hút chất dinh dƣỡng hoà tan trong nƣớc. Rễ cói có khả năng ăn sâu đến 1m, nhƣng tập trung đại bộ phận ở tầng đất 10-20cm. Rễ lúc non màu trắng, khi già chuyển sang màu nâu hồng, khi chết màu đen. Thân : Thân cói đƣợc chia làm 2 phần: phần nằm dƣới đất (thân ngầm) và phần trên mặt đất (thân khí sinh) là đối tƣợng thu hoạch. Nhánh hút, thân ngầm: Những mầm ăn sâu dƣới đất gọi là nhánh hút, nhánh hút già đi thành thân ngầm. Nhánh hút và thân ngầm đều có đốt, mỗi đốt có vẩy (vẩy là hình thức thoái hoá của lá). Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 19
  31. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Thân ngầm vừa giữ chức năng của thân vì có mắt có khả năng nảy mầm, vừa giữ chức năng tích luỹ và dự trữ. Nhánh hút và thân ngầm dùng để nhân giống vô tính. Thân khí sinh: Thân khí sinh là loại thân cỏ mọc thành cụm. Tiết diện cắt ngang thân thƣờng 3 cạnh, lõm hoặc phẳng, phía gốc tròn hơn phía ngọn, màu xanh và xốp. Thân khí sinh lúc non màu xanh đậm bóng, lúc già màu vàng nhạt. Lá: Lá có bẹ ôm lấy thân mọc ra từ gốc, hai mép của bẹ thƣờng dính nhau thành ống: lá xếp thành ba dãy theo thân. Lá gồm lá vẩy (vẩy) lá bẹ và lá mác. Lá vẩy hình thành sớm nhất có tác dụng bảo vệ thân ngầm. Lá bẹ có từ 2-4 cái, làm nhiệm vụ quang hợp và bảo vệ phần non ở gốc thân. Lá mác vừa làm nhiệm vụ quang hợp vừa bảo vệ hoa. Hoa : Hoa cói là loại hoa lƣỡng tính, cấu tạo hoa rất đơn giản và kích thƣớc nhỏ, theo hƣớng thích nghi với thụ phấn nhờ gió. Hoa chỉ có 3 nhị, bao phấn đính gốc và nhụy có đầu xẻ 3. Bộ nhụy gồm ba lá noãn hợp thành bầu trên, một ô chỉ chứa một noãn, một vòi và ba đầu nhụy dài. Quả và hạt: Quả cói thuộc dạng quả hạch khô có 1 hạt, thƣờng hình bầu dục hiếm khi hình trứng ngƣợc hay thuôn. Hạt cói rất bé, có nội nhũ bột bao quanh phôi, gieo có thể mọc thành cây. 1.5.2 Yêu cầu sinh thái 1.5.2.1. Nhiệt độ Nhiệt độ thích hợp cho cói sinh trƣởng phát triển là 22 0C-28 0C, ở nhiệt độ thấp cói chậm phát triển, khi nhiệt độ thấp dƣới 12 0C cói ngừng sinh trƣởng, nếu cao hơn 35 0C ảnh hƣởng đến sự sinh trƣởng của Cói đặc biệt là vào giai đoạn cuối, sinh trƣởng chậm. Ở nhiệt độ cao, Cói mau xuống bộ (héo dần từ ngọn xuống dƣới). 1.5.2.2. Ánh sáng Cói là cây không phản ứng chặt với quang chu kỳ. Sự ra hoa không phụ thuộc vào thời gian chiếu sáng trong ngày. Cói là cây ƣa sáng. Cói cần nhiều ánh sáng ở thời kỳ đẻ nhánh, sau khi đâm tiêm và lá mác đã xoè. Ánh sáng có Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 20
  32. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ảnh hƣởng trực tiếp đến quang hợp của cây và khả năng vƣơn dài của cói. 1.5.2.3. Gió Tốc độ gió vừa phải, có ảnh hƣởng tốt đến việc lƣu thông không khí, điều hòa độ ẩm, giảm sâu bệnh hại, cây sinh trƣởng tốt. Tuy nhiên tốc độ gió lớn ảnh hƣởng đến khả năng đồng hóa của cây. Gió mùa đông bắc, gió heo may ảnh hƣởng làm cói mau tàn, mau xuống bộ. 1.5.2.4 Nƣớc Nƣớc cũng là một nhân tố quan trọng có ảnh hƣởng trực tiếp đến sinh trƣởng và phát triển của câyc cói. Trong cây cói, nƣớc chiếm từ 80-88%, do vậy nƣớc là nhu cầu quan trọng để cói sinh trƣởng, phát triển 1.5.2.5. Đất Cói là cây chịu đất mặn, và cần có độ mặn thích hợp để đảm bảo chất lƣợng sản phẩm. Song loại đất thích hợp nhất cho cây cói là đất phù sa, màu mỡ vùng ven biển, hoặc ven sông nƣớc lợ, độ sâu tầng đất từ 40-50cm trở lên; độ chua pH từ 6-7; độ mặn từ 0,1%-2%, thoát nƣớc. 1.5.2.6. Dinh dƣỡng khoáng Cây cói có khả năng hút chất dinh dƣỡng rất mạnh để sinh trƣởng tạo sinh khối, nghĩa là càng bón nhiều phân, cây cói càng hút nhiều. Bón đủ đạm làm cho cói đâm tiêm nhanh, nhiều, chóng kín ruộng, sinh trƣởng mạnh, thân cao, to, chậm ra hoa và lụi, năng suất tăng rõ rệt. Bón lân có tác dụng tăng chất lƣợng cói rõ rệt. Bón đủ lân cây cói cứng chắc, sợi bền và trắng bóng hơn, tỷ lệ cói chẻ tăng. Ngoài ra lân còn có tác dụng làm cho cói chín sớm và hạn chế sâu bệnh. Bón Kali có ảnh hƣởng tích cực đến sinh trƣởng và tác dụng làm tăng chất lƣợng cói, giúp cói cứng cây, giảm sâu bệnh và làm cho sợi cói trắng bóng hơn. 1.6. Thành phần sinh hóa đặc tính tác dụng của cây Cói Cói là cây chịu mặn và cần có độ mặn thích hợp để đảm bảo chất lƣợng sản phẩm. Với đặc tính chịu mặn tốt lại có khả năng sống với điều kiện khắc nghiệt độ mặn cao 2% rất thích hợp cho việc xử lý nƣớc thải rửa chai cuả nhà máy.Cói là loài thực vật sống quanh năm với hai mùa mỗi mùa từ 4-5 tháng .Có thể phát Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 21
  33. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP triển từ rễ khi đã thu hoạch hết cây trƣởng thành.Là loài thực vật với cấu trúc thân có nhiều lỗ khí rất thích hợp cho việc cung cấp oxy cho vi sinh vật.Một phần chúng có khả năng hấp thụ chất dinh dƣỡng và chất khoáng rất cao. Không chỉ giảm lƣợng COD, BOD, TSS, N, P mà chúng làm giảm độ mặn của nƣớc thải. 1.7. Các yếu tố ảnh hƣởng tới hiệu suất xử lý nƣớc thải 1.7.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy hiếu khí [ 1 ] 1.7.1.1. Ảnh hƣởng của quá trình cung cấp oxy Việc cung cấp oxy cho nƣớc thải một cách thích hợp sẽ làm tăng tốc độ hấp phụ các chất dinh dƣỡng lên các vi sinh vật, cây trồng. Điều đó làm tăng tốc độ làm sạch của dòng nƣớc. 1.7.1.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ Tốc độ phản ứng sinh hóa tăng khi nhiệt độ tăng. Song trong thực tế, nhiệt độ nƣớc thải trong hệ thống xử lý đƣợc duy trì trong khoảng 20 đến 30oC. Khi nhiệt độ tăng quá ngƣỡng có thể làm các vi khuẩn bị chết, còn nhiệt độ quá thấp, tốc độ làm sạch sẽ bị giảm và quá trình thích nghi của vi sinh vật với môi trƣờng mới bị chậm lại. 1.7.1.3. PH pH là một yếu tố chính trong sự phát triển của vi sinh vật. Phần lớn vi khuẩn không thể chịu đƣợc pH > 9 hay pH < 4, thông thƣờng pH tối ƣu để vi sinh vật phát triển là khoảng 6,5 – 7,5 1.7.1.4. Kim loại nặng Các kim loại nặng nhƣ Cu, Cr, Zn, Hg, Pb và các anion nhƣ CN-, tồn tại trong quá trình phân hủy sẽ gây phản ứng hoặc là giữ nguyên một số ezym hoặc là phá hủy bản chất làm biến đổi tính chất thấm của tế bào vi sinh Vi khuẩn có sự nhạy cảm khác nhau đối với các chất độc hại. Khi nồng độ kim loại vƣợt quá mức cho phép thì chính bản thân một số chất chuyển hóa trở thành chất ức chế hoạt động vi sinh vật. 1.7.1.5. Chất dinh dƣỡng Chất dinh dƣỡng cần thiết có trong nƣớc thải để giúp cho sự tổng hợp và Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 22
  34. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP phát triển của vi sinh vật. Những chất dinh dƣỡng chủ yếu cần cho vi sinh vật là N, P, S, K, Mg, Ca, Fe, Na, Cl. 1.7.1.6. Hóa chất Hóa chất có tính o xy hóa cao trong nƣớc thải sẽ phá vỡ màng tế bào sinh vật, tiêu diệt kìm hãm sự phát triển của sinh vật 1.7.1.7. Tốc độ dòng chảy Đối với phƣơng pháp sinh học hiếu khí xử lý hệ thống thực vật còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ: Tốc độ dòng chảy, phải có sự tính toán hợp lý đến tốc độ chảy của dòng nƣớc. Nó phụ thuộc vào mật độ cây và diện tích xử lý để đƣa ra con số thích hợp đem lại hiệu quả xử lý cho cây trồng là tốt nhất. 1.7.1.8. Mật độ cây trồng Mật độ cây trồng không thích hợp sẽ ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý nƣớc thải.Cây phải đƣợc trồng từ 3-5cm là phát triển tốt ,quá trình hấp thụ và cung cấp oxy cho vi sinh vật là cao nhất. 1.7.1.9. Đất Đất sẽ làm ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý của cây Cói .Đất có thể làm tăng hoặc giảm lƣợng COD trong nƣớc thải, tùy thuộc vào từng môi trƣờng sống của từng loại Cói. Sự ảnh hƣởng của đất xảy ra nhiều nhất trong lần xử lý đầu tiên. Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 23
  35. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM 2.1 Đối tƣợng và mục tiêu nghiên cứu 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu Nƣớc thải rửa chai của Công ty Cổ phần Chế biến và dịch vụ Thủy sản sản xuất nƣớc mắm Cát Hải – Huyện Cát Hải – Thành phố Hải Phòng. 2.1.2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu khả năng xử lý COD và SS trong nƣớc thải rửa chai của cây Cói với dòng chảy chảy ngang. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng xử lý COD và SS trong nƣớc thải rửa chai của cây cói. 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp khảo sát thực địa, lấy mẫu tại hiện trường Mẫu nƣớc thải đƣợc lấy từ Công ty Cổ phần Chế biến và dịch vụ Thủy sản Cát Hải – Huyện Cát Hải – Thành phố Hải Phòng. Dụng cụ lấy mẫu gồm có: - Can đựng mẫu nƣớc: 1 lít ÷ 5 lít - Hóa chất bảo quản: H2SO4 đặc - Thùng lạnh 2.2.2. Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm 2.2.2.1. Xác định COD bằng phƣơng pháp Kali dicromat a. Nguyên tắc Oxi hoá các chất hữu cơ bằng dung dịch K2Cr2O7 dƣ trong môi trƣờng o axit (có Ag2SO4 xúc tác) bằng cách đun trong lò phản ứng COD ở 150 C. Nồng độ COD đƣợc xác định bằng cách đo quang ở bƣớc sóng 600nm. b. Thiết bị - Bộ máy phá huỷ mẫu ở to = 150oC - Máy so màu DR/4000, ( HACH ) - Cân phân tích c. Hoá chất - Kali dicromat (K2Cr2O7) Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 24
  36. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP - Bạc sunfat (Ag2SO4) - Thuỷ ngân sunfat (HgSO4) - Axit sunfuric đậm đặc (H2SO4) - Kali hydro phtalat (KHP)_ chất chuẩn. c. Dụng cụ - Bình định mức 1000ml. - Ống phá huỷ mẫu - Pipet có vạch chia 2, 5,10, 20ml. - Phễu lọc, giấy lọc - Bình tam giác 250ml d. Dung dịch - Dung dịch axit sunfuric: Cân 5,5g Ag2SO4/kg H2SO4 (cần từ 1 đến 2 ngày cho sự hoà tan hoàn toàn) - Dung dịch K2Cr2O7: cân 10,216g K2Cr2O7; 33,3g HgSO4 và 167ml H2SO4 hoà tan và định mức tới 1000ml (dung dịch hoà tan). - Dung dịch KHP 1000ppm chuẩn. Cân 0,425g KHP hoà tan và định mức 1000ml. e. Lập đường chuẩn COD Để tiến hành lập đƣờng chuẩn COD ta tiến hành thí nghiệm nhƣ sau: Cho vào ống nghiệm có nút kín 10ml một lƣợng các dung dịch nhƣ bảng sau: Bảng 2.1: Bảng thể tích các dung dịch sử dụng để xây dụng đƣờng chuẩn COD TT 0 1 2 3 4 5 6 KHP (ml) 0 0,3 0,5 0,7 0,9 1,2 1,5 K2Cr2O7(ml) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Ag2SO4(ml) 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 H2O(ml) 2,5 2,2 2 1,8 1,6 1,3 1 - Đem đun ống nghiệm trong lò phản ứng trong thời gian 120 phút ở nhiệt độ 150oC - Sau đó để nguội rồi đo trên máy đo quang tại bƣớc sóng 600nm Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 25
  37. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP - Ta thu đƣợc kết quả nhƣ sau: Bảng 2.2: Số liệu đƣờng chuẩn COD STT Nồng độ KHP (mg/l) Abs 1 0 0 2 100 0,034 3 200 0,068 4 300 0,103 5 400 0,135 6 500 0,17 7 600 0,211 8 700 0,233 Y= 0,0003x + 0,0003 Hình 2.1. Đồ thị biểu diễn đƣờng chuẩn COD. e. Xác định mẫu thực - Dùng pipet lấy một lƣợng chính xác 2,5ml mẫu vào ống nghiệm đựng sẵn dung dịch oxi hoá (gồm 1,5ml dung dịch K2Cr2O7 và 3,5ml dung dịch Ag2SO4/H2SO4) - Bật lò ủ COD đến 150oC - Đặt ống nghiệm vào lò ủ COD, thời gian 120 phút Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 26
  38. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP - Lấy ống sau khi phá mẫu để nguội đến nhiệt độ phòng - Bật máy so mầu để ổn định trong 15 phút - Đo ABS ở bƣớc sóng 600nm 2.2.3. Đo pH Giá trị pH đƣợc xác định bằng máy đo pH. 2.2.4. Xác định độ mặn của mẫu nước thải bằng phương pháp chuẩn độ với AgNO3 a. Nguyên tắc - - Dùng ion CrO4 làm chỉ thị cho phản ứng xác định ion Cl bằng dung dịch - - + AgNO3 dựa trên hiện tƣợng kết tủa phân đoạn của 2 ion CrO4 và Cl với Ag , 2 ion này đều có khả năng tạo kết tủa với Ag+. Tại thời điểm Ag2CrO4 kết tủa màu đỏ gạch thì AgCl kết tủa hoàn toàn. b. Thiết bị, dụng cụ - Cân phân tích - Buret 25 ml, Bình tam giác 250 ml, Pipet c. Hoá chất - AgNO3 0,05M: Cân chính xác 4,247 gam AgNO3 hòa tan bằng nƣớc cất 2 lần, sau đó thêm nƣớc cất đến vạch 500 ml - K2CrO4 5% d. Tiến hành xác định độ mặn - Lấy 10 ml mẫu vào bình tam giác 250 ml, nhỏ 5 – 6 giọt K2CrO4. Sau đó đem chuẩn độ bằng dung dịch AgNO3, đến khi dung dịch xuất hiện màu đỏ gạch thì dừng chuẩn độ - Ghi lại thể tích AgNO3 đã dùng 2.2.5. Phương pháp xác định hàm lượng TSS Ta có thể đo trực tiếp bằng máy trắc quang IR - 110 Hãng HACH Đo trực tiếp trên máy ở chƣơng trình 630 với bƣớc sóng 810nm Công thức tính hiệu suất xử lý hàm lƣợng chất rắn lơ lửng TSS = ( x100 Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 27
  39. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TSS : Hiệu xuất xử lý chất rắn lơ lửng TSSV : Lƣợng chất rắn lơ lửng đầu vào của mẫu TSSR : Lƣợng chất rắn lơ lửng đầu ra của mẫu 2.2.6 Khảo sát khả năng xử lý COD, SS của cây Cói Mẫu nƣớc thải rửa chai đƣợc lấy từ công ty sản xuất mắm lấy ngày 7/9, ngày 15/9, ngày 25/9, ngày 5/10 đem phân tích đo lƣợng COD, SS đầu vào, sau đó cho chảy qua thùng xốp trồng cói 45 ngày tuổi. Xác định nồng độ COD và SS trong nƣớc th ải đầu ra sau khi chảy qua thùng trồng cói. 2.2.7. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý nước thải rửa chai của nhà máy sản xuất mắm a. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất hữu cơ Tiến hành cho 5 mẫu nƣớc thải với nồng độ COD ban đầu khác nhau: 208,45 mg/l, 267,78 mg/l, 306,25 mg/l, 102,51 mg/l, 176,87 mg/l cho chảy qua thùng trồng cói, sau đó lấy mẫu xác định COD ở mẫu nƣớc đầu ra. So sánh hiệu suất khử COD của 5 mẫu nƣớc thải trên và đƣa ra nhận xét ảnh hƣởng của nồng độ chất hữu cơ đến hiệu suất khử COD của cây cói. b. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ muối tới hiệu suất khử COD và SS Tiến hành thí nghiệm với 4 mẫu nƣớc thải có cùng giá trị COD đầu vào nhƣng có nồng độ muối khác nhau là 15 g/l, 20 g/l, 30 g/l, 35 g/l. Sau đó cho chảy qua thùng trồng cói và sau đó đo nồng độ COD và SS nƣớc đầu ra. Từ kết quả thu đƣợc ta xác định đƣợc ảnh hƣởng của nồng độ muối tới hiệu suất khử COD và SS của cây cói. c. Khảo sát ảnh hưởng của mật độ cây tới khả năng xử lý COD và SS Tiến hành thí nghiệm giống nhƣ phần khảo sát khả năng xử lý COD và SS của cây cói với các thùng trồng cói có mật độ cây lần lƣợt là: 10 cây, 15 cây, 20 cây, 25 cây,40 cây trong cùng diện tích. So sánh kết quả COD và SS thu đƣợc ta xác định ảnh hƣởng của mật độ cây đến hiệu suất xử lý COD và SS của cây cói. d. Khảo sát ảnh hưởng tuổi của cây Để nghiên cứu ảnh hƣởng tuổi thọ của cây cói. Tiến hành trồng cói ở độ Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 28
  40. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP tuổi khác nhau . Cây cói trồng sau 20-30 ngày bắt đầu phát triển và sau 45-65 ngày cói phát triển mạnh và chuẩn bị ra hoa. Tiến hành thí nghiệm với 4 độ tuổi khác nhau: 20 ngày, 30 ngày, 40 ngày, 60 ngày. Từ kết quả thu đƣợc ta có thể thấy rõ ảnh hƣởng độ tuổi cây đến hiệu suất khử COD. e. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian nước thải chảy trong bể trồng cói Các vi sinh vật cần có thời gian để phân hủy chất hữu cơ trong nƣớc thải. Để biết ảnh hƣởng của thời gian đến hiệu suất khử COD tiến hành thí nghiệm khảo sát các mẫu nƣớc thải chảy qua bể trồng cói trong cùng điều kiện: tốc độ dòng, cùng nồng độ COD và SS nhƣng trong các khoảng thời gian khác nhau. So sánh kết quả COD thu đƣợc để đánh giá hiệu suất xử lý theo thời gian. g. Khảo sát ảnh hưởng của nước rửa trai Trong nƣớc rửa chai chứa NaOCl là chất có tính oxy hóa mạnh, khi có mặt Javen là chất khử trùng sẽ làm ức chế hoạt hoạt động của các vi sinh vật, làm giảm khả năng phân hủy các chất hữu cơ do đó hiệu quả xử lý COD và SS trong nƣớc thải sẽ giảm. Tiến hành khảo sát nƣớc rửa chai với nồng độ javen khác nhau chảy qua bể trồng cói trong cùng một điều kiện về thời gian, tốc độ dòng chảy, cùng các thông số đầu vào. Lấy mẫu đo COD và SS của nƣớc thải đầu ra đánh giá ảnh hƣởng của nồng độ chất Javen trong nƣớc thải. Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 29
  41. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc rửa chai của công ty cổ phần dịch vụ sản xuất mắm Cát Hải Với các mẫu nƣớc thải lấy ngày 7/9, ngày 15/9, ngày 25/9, ngày 5/10 đem phân tích để đánh giá chất lƣợng nƣớc thải rửa chai của công ty mắm Cát Hải ta thu đƣợc kết quả bảng sau: Bảng 3.1 Kết quả chất lƣợng nƣớc rửa trai của công ty cổ phần sản xuất mắm Cát Hải Ngày lấy K ế t quả K ế t quả Kết quả Kết quả mẫu COD(mg/l) NH4 Phot phat SS(mg/l) 7/9 256,26 9,08 2,13 40 297,63 11,7 2,52 42 15/9 219 10,08 2,98 38 102,51 12,7 3,36 36 25/9 306,25 9,13 3,32 47 176,87 9,56 2,02 41 5/10 249,2 13,6 3,15 39 297,63 10,05 3,18 42 QCVN 50 10 4 50 11:2008 Kết quả bảng 3.1 cho thấy chất lƣợng nƣớc thải rửa chai của công ty cổ phần dịch vụ mắm Cát Hải với nồng độ ô nhiễm không cao. Nồng độ COD dao động từ 100mg/l – 300mg/l, TSS dao động 35mg/l – 50mg/l, đối với hàm lƣợng N,P tƣơng đối thấp rất thích hợp cho việc xử lý nƣớc thải bằng bãi lọc trồng cây. Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 30
  42. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 3.2. Kết quả nghiên cứu khả năng xử lý COD và SS trong nƣớc rửa chai của công ty cổ phần dịch vụ mắm Cát Hải Thử nghiệm 5 mẫu nƣớc thải xử lý theo dòng chảy đứng , và dòng chảy ngang với số liệu đầu vào nhƣ sau - COD đầu vào : 256.26mg/l - Hàm lƣợng SS: 39mg/l Đồng thời ta tiến hành làm mẫu trắng song song bằng cách làm tƣơng tự nhƣng ở thùng đất không có cây 3.2.1. Kết quả xử lý COD và SS theo dòng chảy đứng Kết quả xử lý COD, SS của 5 mẫu trên thể hiện trong bảng sau: Bảng 3.2. Kết quả xử lý COD và SS trong nƣớc rửa chai theo dòng chảy đứng Mẫu nƣớc Kết quả Kết quả Hiệu suất Hiệu suất thải CODR(mg/l) SSR(mg/l) xử lý xử lý SS COD(%) (%) Mẫu 1 108,09 19,47 57,82 50,08 Mẫu 2 94,43 17,27 63,15 55,72 Mẫu 3 79,27 15,59 69,07 60,03 Mẫu 4 63,3 12,56 75,3 67,82 Mẫu 5 38,03 8,53 90,16 78,15 Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 31
  43. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hình 3.1. Hiệu quả xử lý COD, SS đối dòng chảy đứng Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 32
  44. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 3.2.2. Kết quả xử lý COD, SS trong nước thải rửa chai theo dòng chảy ngang Từ những thử nghiệm trên ta thu kết quả sau: Bảng 3.3. Kết quả xử lý COD, SS trong nƣớc rửa chai theo dòng chảy ngang M ẫu nƣớc Kết quả Kết quả Hiệu suất xử Hiệu suất xử thải CODR(mg/l) SSR(mg/l) lý COD(mg/l) lý SS(mg/l) Mẫu1 115,14 20,58 55,07 47,25 Mẫu 2 109,86 18,65 57,13 52,17 Mẫu 3 81,3 16,15 68,25 58,6 Mẫu 4 69,17 13,35 73,01 65,78 Mẫu 5 42,54 9,4 90,02 75,9 Hình: 3.2. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý COD, SS theo dòng chảy ngang Nhận xét: Từ bảng số liệu 3.2 và bảng 3.3 cho thấy hiệu suất xử lý nƣớc thải bằng bãi lọc trồng cây cói có hiệu quả tốt. Khi nghiên cứu với hai phƣơng pháp trên thì bãi lọc trồng cây đối với dòng chảy đứng tuy có hiệu quả hơn nhƣng không nhiều. Phƣơng pháp xử lý nƣớc thải bằng bãi lọc trồng cây đối với dòng chảy ngang đƣợc áp dụng rộng rãi, phổ biến. Với điều kiện kinh tế, đặc tính nguồn nƣớc thải Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 33
  45. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP rửa chai của công ty cổ phần dịch vụ mắm Cát Hải em đi sâu phƣơng pháp xử lý nƣớc thải theo dòng chảy ngang. 3.3. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý nƣớc thải 3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng Javen đến hiệu suất xử lý COD Mẫu nƣớc thải dùng để nghiên cứu là 3 mẫu nƣớc thải có cùng thể tích thông số đầu vào COD nhƣng khác nhau lƣợng Javen cho vào. Các thông số đầu vào: Nhiệt độ = 300C - Độ mặn = 15,2 g/l - COD vào = 256,26 mg/l; 305,34 mg/l; 219 mg/l; 125,66 mg/l - Lƣợng Javen bổ sung lần lƣợt là 0,2ml, 0,3ml, 0,5ml với nồng độ tƣơng ứng 1,06mg/l, 1,6mg/l, 2,26mg/l . Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của chất Javen đến hiệu suất xử lý COD đƣợc thể hiện ở bảng 3.4 Bảng 3.4. Ảnh hƣởng của nồng độ Javen đến hiệu suất xử lý COD Javen (mg/l) CODV (mg/l) CODra(mg/l) Hiệu suất (%) M1 256,26 125,98 50,84 M2 297,63 153,1 48,56 1,06 M3 219 65,04 70,3 M4 125,66 16,03 87,24 M1 256,26 151,83 40,75 1,6 M2 297,63 183,04 38,5 M3 219 108,75 50,34 M4 125,66 39,31 68,72 M1 256,26 169,06 34,02 2,26 M2 297,63 207,98 30,12 M3 219 110,99 49,32 M4 125,66 55,84 55,56 Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 34
  46. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hình 3. 3. Biểu đồ biểu diễn ảnh hƣởng của chất Javen đến hiệu xuất xử lý COD Nhận xét: Theo kết quả từ bảng 3.4. Hàm lƣợng Javen thấp thì hiệu suất xử lý càng cao. Hiệu suất xử lý cao nhất đạt 87.24% với lƣợng Javen là 0,2ml ứng nồng độ 1,06mg/l và đạt thấp nhất ở 0,5ml ứng với nồng độ 2,66mg/l với hiệu suất là 30.12% Nhƣ vậy hàm lƣợng chất Javen ảnh hƣởng nhiều đến hiệu quả xử lý COD của cây Cói. 3.3.2. Ảnh hưởng của nồng độ chất hữu cơ trong nước thải đến hiệu suất khử COD, SS Tiến hành thử nghiệm xử lý 5 mẫu nƣớc thải với nồng độ COD, SS ban đầu khác nhau với số liệu đầu vào nhƣ sau CODv: 208,45mg/l; 267.78mg/l, 306.25mg/l, 102.51mg/l, 176.87mg/l SSV : 36mg/l, 42mg/l, 44mg/l, 45mg/l, 47mg/l Kết quả ảnh hƣởng của chất hữu cơ trong nƣớc thải thể hiện bảng 3.5 Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 35
  47. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Bảng 3.5: Ảnh hƣởng của nồng độ COD, SS đầu vào đến hiệu suất xử lý của cây cói CODv CODra SSv Hiệu suất Hiệu suất Mẫu SSra(mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) COD(%) SS(%) 1 208,45 33,96 36 15,24 83,71 65,37 2 267.78 53,08 42 16,08 80,18 64,28 3 306.25 97,91 44 21,44 68,03 51,27 4 102.51 13,61 45 14,38 86,73 68,05 5 176.87 28,19 47 15,47 84.62 67,08 Hình 3.4: Biểu đồ biểu diễn ảnh hƣởng nồng độ COD, SS đầu vào đến hiệu suất xử lý COD, SS của cây cói Nhận xét: Kết quả thực nghiệm cho thấy nƣớc thải rửa chai có COD đầu vào dao động từ 100 – 300mg/l, SS dao động 35mg/l – 50mg/l rất thích hợp cho việc xử lý bằng thực vật, Hiệu suất xử lý cao nhất 86,73%, SS =68,05% với lƣợng COD =102.51 mg/l, SS =36mg/l và thấp nhất là 78.85%, 63,88% với lƣợng COD = 306.25mg/l, SS=47mg/l Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 36
  48. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 3.3.3 Ảnh hưởng của nồng độ muối đến hiệu suất khử COD, SS Tiến hành thí nghiệm nhƣ mục 2.2.2 mẫu nƣớc thải có CODvào = 246,35 mg/l, SS=42mg/l và có nồng độ muối khác nhau nhƣ bảng 3.6. Kết quả đƣợc thể hiện trên bảng sau: Bảng 3.6. Ảnh hƣởng nồng độ muối của nƣớc thải đến hiệu suất khử COD, SS của cây Cói Độ mặn nƣớc Hiệu suất Hiệu suất SSra(mg/l) CODra (mg/l) thải (g/l) COD(%) SS(%) 15 15 46,52 86,25 71,42 20 16 48,66 80,25 60,28 30 13 40,04 65,3 55,04 35 12 33,88 55,7 50,9 Hình 3.5: Biểu đồ biểu diễn ảnh hƣởng nồng độ muối của nƣớc thải đến hiệu suất khử COD, SS Nhận xét: Từ kết quả ở bảng 3.6 và hình 3.5 cho thấy: độ mặn của nƣớc thải ảnh hƣởng khá nhiều đến hiệu suất xử lý nƣớc thải. Với độ mặn của nƣớc thải rửa Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 37
  49. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP chai của nhà máy sản xuất mắm là 15 g/l thì hiệu suất COD, SS đạt 86,25% và 71,42% khi độ mặn tăng lên trên 30 g/l, hiệu suất giảm xuống rõ rệt. Do khi nồng độ muối cao vƣợt quá 30g/l gây ức chế hoạt động của vi sinh vật. 3.3.4 Ảnh hưởng thời gian lưu nước thải tới hiệu suất khử COD - Mẫu nƣớc thải dùng để nghiên cứu là 4 mẫu nƣớc thải có COD vào = 305,66 mg/l; 249 mg/l; 186,66 mg/l; 559 mg/l, ở cùng một điều kiện Nhƣ nhau: Độ mặn = 15,2 g/l; toC = 300C; tốc độ dòng nhƣng thí nghiệm ở các thời gian lƣu khác nhau nhƣ trong bảng Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của thời gian lƣu nƣớc tới hiệu suất xử lý COD của cây cói đƣợc thể hiện ở bảng 3.7 Bảng 3.7: Ảnh hƣởng của thời gian lƣu nƣớc thải tới hiệu suất khử COD của cây Thời gian lƣu CODV (mg/l) CODR(mg/l) Hiệu suất % (h) M1 186,66 82 56,12 M2 249,2 107,66 56,8 1 M3 305,66 134,5 56 M4 559 259,54 46,9 M1 186,66 42.3 77,34 M2 249,2 60,76 75,6 2 M3 305,66 128,93 57,82 M4 559 226,67 56,15 M1 186,66 18,82 89,92 M2 249,2 25,73 89,67 3 M3 305,66 51,2 83,25 M4 559 166,92 70,14 M1 186,66 23,07 87,64 M2 249.2 31,48 87,36 4 M3 305,66 57,62 81,15 M4 559 250,83 68,01 Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 38
  50. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hình 3.6:Biểu đồ biểu diễn ảnh hƣởng của thời gian lƣu nƣớc thải đến hiệu suất khử COD Nhận xét: Từ kết quả bảng 3.7và hình 3.6 cho thấy thời gian lƣu nƣớc ảnh hƣởng rõ rệt đến hiệu suất khử COD. Thời gian 1h hiệu suất khử COD tăng, đến 3h thì hiệu suất đạt giá trị lớn nhất . Nhƣng sau 4h hiệu suất lại giảm một chút, nhƣ vậy thời gian lƣu nƣớc cho hiệu quả tốt nhất ở 3h , hiệu suất khử COD cao nhất đạt 89,92%. 3.3.5 Ảnh hưởng của mật độ cây tới hiệu suất xử lý COD Tiến hành 5 thí nghiệm khảo sát khả năng xử lý COD của cây cói ở 5 mật độ trồng cây khác nhau là 10 cây, 15 cây, 20 cây, 25 cây, 40 cây trong một thùng xốp. Các thông số đầu vào của mẫu nƣớc thải nhƣ sau: COD: 256 mg/l, 208 mg/l; Độ mặn : 16mg/l Kết quả thu đƣợc thể hiện trên bảng 3.8 Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 39
  51. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Bảng 3.8. Ảnh hƣởng của mật độ cây trồng tới hiệu suất xử lý COD Mật độ CODVÀO CODRA Hiệu suất (%) (cây/0,12m2) (mg/l) (mg/l) 10 256 97,23 62,02 208 51,84 75,08 15 256 91,01 64,45 208 49,3 76,3 20 256 42,88 80,15 208 41,29 83,25 25 256 32,98 87,12 208 19,68 90,04 40 256 50,95 78,25 208 45,24 80,1 Hình 3.7. Biểu đồ ảnh hƣởng của mật độ cây trồng đến hiệu suất xử lý COD Nhận xét: Tùy thuộc vào mật độ cây trồng mà hiệu suất xử lý COD của cây cói cũng khác nhau. Kết quả thực nghiệm cho thấy với mật độ cây tăng từ 83cây/m2 đến 208 cây/m2 hiệu xuất cũng tăng dần từ 62.02%. đến 90.04%. Nhƣng khi mật độ cây tăng hơn nữa đến 333 cây/m2 thì hiệu suất lại giảm. Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 40
  52. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Vì vậy khi trồng cây cần tính toán sao cho cây trồng có mật độ hợp lý để cây phát triển tốt cho hiệu suất xử lý cao. 3.3.6. Ảnh hưởng tuổi của cây tới hiệu quả xử lý COD Tuổi của cây ảnh hƣởng đến hiệu quả xử lý COD.Tùy thuộc vào từng thời kỳ phát triển của cây mà khả năng hấp thụ các chất hữu cơ của cây cũng khác nhau. Để khảo sát ảnh hƣởng của mật độ cây ta tiến hành cho nƣớc thải chảy qua với thùng trồng cây với các độ tuổi là: 20 ngày, 30 ngày, 40 ngày, 60 ngày với cùng các thông số đầu: SS = 40mg/l; COD: 289mg/l; Độ mặn :14,5mg/l Bảng 3.9: Ảnh hƣởng độ tuổi của cây trồng tới hiệu suất xử lý COD, SS Ngày tuổi SSRA CODRA Hiệu suất Hiệu suất COD ( % ) SS ( % ) 20 19,9 157,88 45,37 50,25 30 18,34 138,26 52,16 54,16 40 15,97 88,09 69,52 60,07 60 8,6 34,94 87,91 78,52 Hình 3.8: Biểu đồ ảnh hƣởng độ tuổi cây trồng đến hiệu suất xử lý COD, SS Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 41
  53. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Nhận xét: Từ kết quả bảng 3.9 và hình 3.8 cho thấy: Ở độ tuổi từ 45 - 60 ngày, cây phát triển nhanh, hấp thụ hàm lƣợng chất hữu cơ cao, hiệu suất xử lý cao. Với độ tuổi của cây là 60 ngày hiệu suất xử lý COD và SS cao nhất tƣơng ứng đạt 87.91% , 78,52% ở độ tuổi 20 ngày hiệu suất thấp nhất tƣơng ứng là 45.37 %, 50,25% Nhƣ vậy độ tuổi cây ảnh hƣởng nhiều đến khả năng hấp thụ chất hữu cơ của cây Cói. 3.4. Đề suất quy trình công nghệ xử lý nƣớc thải sản xuất mắm Cát Hải Bãi lọc Ra Nƣ ớc thải rửa Bể lắng chai trồng biển cây sục khí Nƣớc thải sản Bể điều xuất BC Bể yếm khí Bể xử lý sinh hoà học hiếu khí BC: Bơm cấp sản BB1 BB1,xu 2:ấ tB ơm bùn Bể chứa Bể xử lý hoá bùn lý (khuấy) BB2 Ga cuối Bể khử Bể lắng tuyến trùng Hình 3.9: Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nƣớc thải sản suất nƣớc mắm Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 42
  54. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Thuyết minh quy trình công nghệ Nƣớc thải c ủa nh à m áy đƣợc tách 2 dòng để xử lý riêng: Một dòng nƣớc thải của giai đoạn rửa chai và một dòng tập trung nƣớc thải các công đoạn sản xuất của công ty Giai đoạn 1: Xử lý nƣớc thải rửa chai Nƣớc thải từ giai đoạn rửa chai đƣợc chảy qua song chắn rác, các tạp chất thô sẽ đƣợc giữ lại, sau đó nƣớc thải tiếp tục đi qua bể lắng.Tại đây hàm lƣợng chất rắn nhờ tác dụng trọng lực lắng xuống đáy bể. Tiếp tục nƣớc thải dẫn qua hệ thống bãi lọc trồng c ói. Các chất ô nhiễm trong nƣớc thải nhƣ các chất hữu cơ, SS qua bãi lọc trồng cói đƣợc loại bỏ, nƣớc sạch đƣợc thải ra biển. Giai đoạn 2: xử lý nƣớc thải sản xuất Nƣớc thải sản xuất mắm đƣợc đi qua song chắn rác để loại bỏ các tạp chất có kích thƣớc lớn, nƣớc tiếp tục chảy vào bể điều hòa, điều hòa lƣu lƣợng và điều chỉnh pH đến giá trị thích hợp cho quá trình xử lý sinh học. Từ bể điều hòa nƣớc đƣợc chảy đến bể yếm khí tại đây diễn ra quá trình phân hủy các chất hữu cơ, vô cơ có trong nƣớc thải khi không có oxy. Sau đó nƣớc thải đƣợc dẫn qua bể xử lý sinh học hiếu khí. Tiến hành sục khí tại bể xử lý sinh học hiếu khí để cung cấp oxy cho vi khuẩn hiếu khí hoạt động. Các chất hữu cơ còn lại trong nƣớc thải tiếp tục bị oxy hóa nhờ vi khuẩn hiếu khí. Sau đó nƣớc thải sẽ đi sang bể xử lý hóa lý.Tại bể xử lý hóa lý tiến hành bổ sung chất keo tụ PAC và chất trợ keo tụ A101, để hấp thụ màu và chất hữu cơ còn lại. Sau đó nƣớc thải đƣợc dẫn đến bể lắng để lắng toàn bộ huyền phù và cuối cùng nƣớc thải đƣợc dẫn đến bể khử trùng bằng dung dịch clorua vôi. Nƣớc qua hệ thống là nƣớc sạch đƣợc thải ra ga cuối tuyến. Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 43
  55. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KẾT LUẬN Nghiên cứu khả năng xử lý COD và SS trong nƣớc thải rửa chai của công ty cổ phần dịch vụ thủy sản sản xuất nƣớc mắm Cát Hải, đề tài đã thu đƣợc một số kết quả sau: 1. Kết quả khảo sát chất lƣợng nƣớc thải rửa chai đầu vào cho thấy nƣớc rửa chai có mức độ ô nhiễm tƣơng đối thấp với nồng độ COD từ 100mg/l – 300mg/l, TSS từ 35mg/l -50mg/l. Nhƣ vậy việc xử lý COD và SS bằng hệ thống bãi lọc trồng Cói rất khả thi, ít gây ảnh hƣởng tới môi trƣờng, tiết kiệm chi phí. 2. Nghiên cứu khả năng xử lý COD và SS của cây cói thấy rằng: - Cây cói có khả năng xử lý tốt COD và SS. Với COD và SS đầu vào 256,26mg/l, 39mg/l, hiệu suất xử lý đạt cao nhất đối dòng chảy đứng tƣơng ứng 90,16%, 78,15% đối với dòng chảy ngang là 90,02%, 75,9%. - Khả năng xử lý COD và SS của cây cói với dòng chảy đứng có hiệu suất cao hơn so dòng chảy ngang không nhiều, đối công ty sản xuất mắm Cát Hải mô hình dòng chảy ngang phù hợp hơn. 3 . Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý COD nhƣ sau: a. Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian lƣu: Sau thời gian là 3h cây cói có khả năng xử lý COD và SS là tốt nhất, hiệu suất đạt 89.67% b. Khảo sát ảnh hƣởng của mật độ cây: Với mật độ cây thích hợp 208cây/m2 thì sự phát triển là tốt nhất đồng thời khả năng xử lý COD là cao nhất. c. Khảo sát ảnh hƣởng của hàm lƣợng chất Javen tới hiệu quả xử lý: Hàm lƣợng nƣớc nƣớc rửa chai ảnh hƣởng nhiều hiệu quả xử lý, hàm lƣợng càng cao thì hiệu xuất xử lý COD càng giảm. d. Khảo sát ảnh hƣởng độ mặn tới hiệu suất khử COD Cói là loài thực vật có khả năng chịu độ mặn tới 2%. Nƣớc rửa chai của nhà máy Cát Hải có độ mặn tƣơng đối 0.15% -0.17% cây cói có khả năng chịu đựng và phát triển đƣợc e. Khảo sát ảnh hƣởng tuổi của cây tới hiệu suất khử COD Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 44
  56. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Cây có độ tuổi từ 40 – 60 ngày tuổi, hiệu suất xử lý là cao nhất đạt 87.91%. Ở độ tuổi nhỏ hơn 20 ngày hiệu suất xử lý thấp nhất là 45.37% 3. Đề tài đã đề xuất quy trình cải tiến xử lý nƣớc thải sản xuất mắm nói chung Công ty dịch vụ thủy sản sản xuất nƣớc mắm - Cát Hải và đặc biệt đƣa ra biện pháp tách dòng nƣớc rửa chai xử lý riêng để nâng cao hiệu quả xử lý. Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 45
  57. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO [ 1 ] Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, ( 2002 ), Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học và kỹ thuật. học, NXB Giáo Dục, Hà Nội. [ 2 ] Nguyễn Hồng Thơm, Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty CPCN Masan tái sử dụng cho sản xuất, Công suất 3000 m3/ngày.đêm, ĐH Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [7] Adel Al – Kdasl et al, 2004, Treatment of Textile wastewater by advanced oxidation process – a review, Global nest: the Int. J. Vol. 6, No 3, pp 226 -234. Sinh viên: Vũ Văn Trúc - Lớp: MT1202 46