Xử lý nước thải trong công nghiệp thủy sản nói chung được hiểu là tập hợp các hoạt động được thực hiện để loại bỏ các chất rắn có thể nổi trên mặt nước và giải quyết. Những chất rắn có mặt trong nước thải trước khi xử lý thứ cấp, trong đó quá trình sinh học và hóa học được sử dụng để loại bỏ hầu hết các chất hữu cơ còn lại. Trong điều trị chủ yếu hoạt động vật lý như sàng lọc, lắng và tuyển nổi được sử dụng. Việc điều trị sử dụng chủ yếu phụ thuộc vào các hoạt động được thực hiện trong các nhà máy chế biến cá và các yêu cầu về xử lý nước thải. Đôi khi những điều kiện tiên quyết duy nhất là không có chất rắn giải quyết sau 10 phút, trong đó trường hợp kiểm tra đơn giản và / hoặc xe tăng giải quyết với thời gian lưu trú ngắn có thể được sử dụng. Với chỉ tiêu nghiêm ngặt hơn, quy trình phức tạp hơn như tuyển nổi và xử lý sinh học  được yêu cầu.

3.1 Sàng lọc

Bằng cách sàng lọc, các chất rắn tương đối lớn (0,7 mm hoặc lớn hơn) có thể được loại bỏ trong một phương thức xử lý chính. Đây là một trong những phương pháp xử lý  phổ biến nhất được sử dụng bởi các nhà máy chế biến thực phẩm vì nó nhanh chóng làm giảm lượng chất rắn khi thải. Phương thức đơn giản nhất là màn hình tĩnh dòng chảy qua, có khe hở khoảng 1 mm. Trong một số trường hợp, chẳng hạn như dòng chảy với vảy cá, có thể cần một cơ chế tháo dỡ để giảm thiểu tắc nghẽn. Màn hình tiếp tuyến là tĩnh nhưng ít bị tắc nghẽn do đặc điểm dòng chảy của nó(Hình 3. 1), kể từ khi lưu lượng nước thải có xu hướng để tránh tắc nghẽn. tỷ lệ loại bỏ có thể thay đổi 40-75%.

Hình 3.1 . Sơ đồ của một mặt nghiêng hoặc tiếp tuyến

Mặt phẳng trống quay cũng đã được sử dụng cho nước thải thủy sản, mặc dù là máy móc phức tạp hơn. Chúng bao gồm một trống xoay dọc theo trục của nó, và thải qua một khe hở ở một đầu, nước thải chảy bên ngoài trống. Các chất rắn giữ lại được rửa ra từ màng lọc thành một bộ phận thu góp ở phần trên của trống bằng cách xịt nước thải.

Các màng sàng lọc sử dụng trong các thiết bị này thường là vật liệu không gỉ, với khe hở khác nhau từ 0,7-1,5 mm. Kể từ khi các chất rắn hòa tan trong nước cá như tiền thu được thời gian, nó được khuyến khích rằng các dòng chất thải được sang lọc càng sớm càng tốt. Tương tự như vậy, sự nhào cường độ cao của dòng chất thải (như bơm hoặc van dòng chảy qua) nên được giảm thiểu trước khi sàng lọc hoặc thậm chí giải quyết, vì chúng gây ra sự phân hủy của các chất rắn khiến chúng tách khó khăn hơn.

Cả sàng lọc và lắng đọng được sử dụng trong nhà máy chế biến cá, sàng lọc được sử dụng thường xuyên hơn ở nhà máy quy mô nhỏ, cùng với bồn lắng đơn giản. Thiết bị sa lắng (được thảo luận trong phần tiếp theo) được sử dụng trong các nhà máy quy mô lớn.

3.2 Sa lắng

Sa lắng được sử dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng hiện diện trong nước thải. Trong nước thải thủy sản bao gồm các vảy cá, các phần của cơ cá và nội tạng, tỷ lệ tương đối khác nhau với quy trình cụ thể được sử dụng.

Sa lắng dựa trên sự khác biệt về mật độ giữa phần lớn các chất lỏng và các hạt rắn, mà kết quả trong việc giải quyết của các chất rắn có mặt. Các điều khoản sa lắng và lắng đọng thường được sử dụng thay thế cho nhau. Thao tác này được thực hiện không chỉ là một phần của xử lý ban đầu, mà còn trong việc xử lý thứ yếu để tách các chất rắn được tạo ra trong phương pháp xử lý sinh học như bùn hoạt tính hoặc bể lọc sinh học. Tùy thuộc vào tính chất của các chất rắn có trong nước thải, sa lắng có thể tiến hành như sau:

  • Xử lý rời rạc, nếu nước thải pha loãng tương đối và các hạt không tương tác
  • Xử lý kết tụ, nếu các hạt đào kết thành một khối hoặc làm thành từng cục là hạt sống của khối lượng lớn hơn và xử lý tốc độ nhanh hơn. Đây là đặc trưng của nước thải chưa qua xử lý và thường thấy trong các cơ sở xử lý chính.
  • Xử lý khu vực, được gọi là cản trở lắng đọng và xảy ra khi các hạt tuân thủ với nhau và lắng đọng như một tấm chăn, tạo thành một màng tách biệt với chất lỏng ở trên nó. Phản ứng này xảy ra ở bể lắng thứ cấp cho bùn của phương pháp điều trị sinh học.

Mỗi trường hợp có những đặc điểm khác nhau sẽ được trình bày. Đối với xử lý rời rạc, tính toán có thể được thực hiện trên vận tốc lắng của các hạt riêng biệt. Trong một thùng lắng, chất thải di chuyển cả hai xuống dưới (lắng) và đối với vùng cửa xả với dòng nước (xem Hình 3.2). Các hạt đến đáy trước cửa xả sẽ được tách ra khỏi nước thải trong khi phần còn lại sẽ đi qua bể lắng. Các vận tốc tới hạn (vc) dưới đây, trong đó một hạt sẽ được thực hiện trong những thùng được đưa ra bởi độ sâu của chất lỏng (d), khối lượng của bể (V) và tốc độ dòng chảy (Q):

v c = d / (V / Q)

Tỷ lệ V / Q còn được gọi là thời gian lưu của chất lỏng trong bể. Nó được gọi là tỷ lệ tràn khi vận tốc giới hạn được thể hiện qua khối lượng nước thải mỗi đơn vị diện tích bề mặt của bể trên một đơn vị thời gian. Trường hợp này có thể có mặt trong nước thải thủy sản nhưng không phải phổ biến nhất.

Hình 3.2 . Sơ đồ xử lý rời rạc

Trong trường hợp của một khối kết tụ, sự hình thành của các hạt lớn hơn do sự hợp nhất phụ thuộc vào nhiều yếu tố, ví dụ, bản chất của các hạt và tỷ lệ kết dính. Một phân tích lý thuyết không khả thi do sự tương tác của các hạt mà phụ thuộc giữa các yếu tố khác về tỷ lệ tràn, nồng độ hạt và độ sâu của bể.

Một cột giải quyết được sử dụng để đánh giá đặc điểm sự lắng của một hệ thống kết tụ (xem Hình 3.3). Cùng một loại cột chỉ sử dụng một cổng lấy mẫu có thể được sử dụng để nghiên cứu xử lý rời rạc.

Hình 3.3 . Cột lắng trong phòng thí nghiệm

Vùng (hoặc cản trở) lắng, xảy ra khi các hạt không lắng xuống một cách độc lập, cũng được nghiên cứu bởi các xét nghiệm hàng loạt. Trong trường hợp này dòng thải là bước đầu thống nhất trong tập trung chất rắn (xem Hình 3.4), nếu được lắng đọng, nó sẽ làm như vậy trong khu vực, đầu tiên trong số đó là làm nước trong hơn (1), dưới đây là vùng phân giới (2) trong đó nồng độ chất rắn được coi là đồng nhất. Ở phía dưới cặn phát triển trong khu vực nén chặt (4). Giữa (2) và (4), một vùng chuyển tiếp (3) thường tồn tại.

Hình 3.4 . Sơ đồ của một quá trình lắng đọng khu vực

Như thời gian, nước thải được làm trong và nén chặt sẽ tăng kích thước trong khi hai trung gian cuối cùng sẽ biến mất. Trong một số trường hợp, việc nén chặt hơn có thể xảy ra. Qúa trình thiết kế chi tiết cho tất cả những trường hợp này nằm ngoài phạm vi của tài liệu này, và có thể được tìm thấy ở những nơi khác (Metcalf và Eddy Inc., 1979; Ramalho, 1977). Cấu hình thực tế của một bể lắng có thể hình chữ nhật hoặc hình tròn. Bể lắng hình chữ nhật (Hình 3.5) thường được sử dụng khi một số bể được yêu cầu và có không gian hạn chế, khi chúng chiếm không gian ít hơn thùng tròn.

Hình 3.5 . Sơ đồ của một bể lắng hình chữ nhật

Để loại bỏ các chất rắn, một loạt các chuỗi xoay nạo vét được sử dụng: những chuỗi này trải dài chiều rộng của bồn, thường xuyên được đặt cách nhau và di chuyển với 0,5-1 m / phút. Cặn được thu thập trong một phễu ở phần cuối của bể, nơi nó có thể được loại bỏ bằng băng tải vít hoặc bơm ra ngoài. Hình dáng tồn tại trong đó cặn buộc phải đối diện với dòng chảy, như thể hiện ở đây, nhưng dòng chảy đồng thời của chất lỏng và chất rắn cũng được sử dụng.

Các bể tròn được báo cáo là có hiệu quả hơn. Trong số này, lưu thông xuyên tâm nước thải, nước được dẫn vào từ ngoại vi hoặc trung tâm. Hình 3.6 cho thấy cấu hình như vậy. Việc loại bỏ các chất rắn thường được lấy ra từ gần trung tâm, với đòi hỏi độ dốc 10% trong đáy bể. Cặn buộc phải xả ra bởi hai hoặc bốn cổng nạo vét trải rộng bán kính của bể. Đối với cả hai loại dòng chảy, một công cụ để phân bố dòng chảy theo mọi hướng được cung cấp: cho bồn trung tâm có một cái giếng hình tròn, trong khi đối với các bồn vành tròn một vách ngăn thường được đặt và nước thải đi vào tiếp tuyến. Phân bố của các dòng đầu vào và đầu ra rất quan trọng để tránh chập mạch trong bể đó sẽ làm giảm hiệu quả tách.

Hình 3.6 . Sơ đồ của một bể lắng hình chữ nhật với ổng dẫn ở trung tâm

Một yếu tố quan trọng để lựa chọn kích thước bể là cái gọi là tỷ lệ bề mặt nạp, thường thể hiện dưới dạng khối lượng nước thải mỗi đơn vị thời gian và đơn vị diện tích của bể lắng (m 3/ m 2 d). Tốc độ tải này phụ thuộc vào các đặc tính của nước thải và hàm lượng chất rắn, và có thể được xác định từ các bài kiểm tra giải quyết được mô tả ở trên. Thời gian lưu giữ trong những bể lắng nói chung là theo thứ tự từ một đến hai tiếng đồng hồ, nhưng khả năng của bồn phải được xác định có tính đến tốc độ dòng chảy cao nhất để việc tách tốt trong những trường hợp này.

Một số bồn lắng, đặc biệt là bồn lớn, được trang bị một cơ chế để loại bỏ cặn bã, vì trong chất thải sinh học như nước thải thủy sản, sự hình thành là gần như không thể tránh khỏi.

Trong trường hợp các lưu vực nhỏ hoặc tiểu lắng, cặn có thể được loại bỏ bằng một sự sắp xếp đường ống đục lỗ đặt ở dưới cùng của bể lắng (Rich, 1980). Các đường ống phải được đặt cách nhau đều đặn (Hình 3.7), có đường kính đủ rộng để được làm sạch một cách dễ dàng trong trường hợp tắc nghẽn và vận tốc dòng chảy cũng phải đủ cao để ngăn chặn bồi lắng. Hai điều kiện tiên quyết cuối cùng hơi mâu thuẫn và một thỏa hiệp thường được đạt tới, sử dụng ống đường kính 5 cm, đục với lỗ 1-1,5 cm đường kính, cách nhau 1m. Dòng chảy trong từng ống có thể được điều chỉnh bằng van. Cấu hình này được sử dụng tốt nhất sau khi sàng lọc và cũng được tìm thấy trong các bể xử lý sinh học để loại bỏ cặn.

Hình 3.7 . Sắp xếp đường ống để loại bỏ cặn từ bể lắng

Một thay thế cho các cấu hình trên bồn lắng là các dải phân cách ống nghiêng (Hansen và Culp, 1967). Những dải phân cách bao gồm ống (mặc dù có thiết kế thay thế mà sử dụng tấm gần nhau) được nghiêng (xem Hình 3.8).

Khái niệm này là khi một hạt lắng trên thành của ống hoặc tấm thấp hơn, nó kết nối với hạt khác để cung cấp một khối lượng tốc độ lắng lớn hơn và cao hơn.

Hình 3.8 . Cấu hình tiêu biểu cho phương tiện truyền thông tách nghiêng

Các phương tiện truyền thông thường nghiêng 45 ° – 60 °. Họ cũng thường được sử dụng để nâng cấp bồn giải quyết tồn tại kể từ khi họ có một tỷ lệ tách cao hơn.

3.3 Tách dầu mỡ

Nước thải thủy sản chứa một lượng biến dầu mỡ mà phụ thuộc vào quá trình sử dụng, các loài xử lý và quy trình nghiệp vụ. Để loại bỏ dầu mỡ, tách trọng lực có thể được sử dụng, cung cấp các hạt dầu đủ lớn để nổi về phía bề mặt và không nhũ. Nếu đây là trường hợp, nhũ tương phải được đầu tiên bị phá vỡ, do đó chất thải cá có thể tách được bằng cách điều chỉnh độ pH. Nhiệt cũng có thể được sử dụng nhưng nó có thể không được tiết kiệm trừ hơi nước dư thừa có sẵn. Sức hút dải phân cách của dầu-nước cũng tương tự như các ống nghiêng hoặc tấm tách nghiêng thảo luận trong phần trước. Các biến thể của một thiết kế ban đầu của Viện Dầu khí Mỹ (1959) đã được sử dụng trong chất thải chế biến thực phẩm.

3.4 Tuyển nổi

Tuyển nổi là một hoạt động loại bỏ không chỉ dầu mỡ nhưng chất rắn cũng bị treo. Sẽ được thảo luận trong phần này vì nó là một trong những hệ thống hiệu quả nhất cho hệ thống treo có chứa dầu mỡ. Phương thức phổ biến nhất là các tuyển nổi hòa tan không khí (DAF), trong đó dòng thải đầu tiên áp với không khí trong một bể kín. Sau khi đi qua một van áp lực giảm, nước thải đi vào bể tuyển nổi (hình 3.9a) ở đó, do giảm đột ngột áp lực, bong bóng khí phút theo thứ tự đường kính 50-100 micron được hình thành. Khi bong bóng nổi lên bề mặt, các chất rắn lơ lửng và các hạt dầu hoặc mỡ tuân thủ với họ và được tiến hành trở lên. Đó là thực tế phổ biến để sử dụng hóa chất để nâng cao hiệu suất nổi. Như với chất keo tụ (được thảo luận sau) những trợ tốt nhất nên vô hại, vì các chất rắn thu được thường xuyên sử dụng trong công thức thức ăn gia súc.

Hình 3.9a . Sơ đồ của một hệ thống tuyển nổi không khí hòa tan

Một thiết kế khác liên quan đến việc tái chế một phần (10-30%) của nước được xử lý (hình 3.9b). Tất cả các hệ thống chứa một cơ chế để loại bỏ các chất rắn có thể lắng xuống đáy của bể chứa nổi, thường là bằng một băng tải xoắn ốc được đặt ở dưới cùng hình nón. Ưu điểm chính của các hệ thống DAF là tốc độ nhanh hơn mà tại đó chất rắn rất nhỏ hoặc lơ lửng có thể được loại bỏ với lắng đọng.

Hình 3.9b . Sơ đồ hệ thống DAF với sự tuần hoàn

Hiệu suất của hệ thống DAF đã được báo cáo là phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó một trong những quan trọng nhất là nồng độ chất rắn; chất rắn nội dung cao hơn thường mang lại hiệu quả loại bỏ cao hơn. Các yếu tố khác ảnh hưởng đến hiệu quả của hoạt động là tỷ lệ không khí để chất rắn (A / S) định nghĩa là lượng không khí được thả sau khi giảm áp suất và lượng chất rắn có trong nước thải. Thường có một A / S tối ưu được xác định bởi các xét nghiệm quy mô băng ghế dự bị.

Yếu tố quan trọng trong hoạt động thành công của các đơn vị DAF là việc duy trì độ pH thích hợp (thường là giữa 4,5 và 6, với 5 là hầu hết thường để giảm thiểu khả năng hòa tan protein và sự tan rã nhũ tương), tốc độ dòng chảy thích hợp và sự hiện diện liên tục của các nhà điều hành được đào tạo.

Trong một trường hợp, loại bỏ dầu đã được báo cáo là 90% (Ilet, 1980). Trong nước thải chế biến cá ngừ, các DAF loại bỏ 80% lượng dầu mỡ và 74,8% của các chất rắn lơ lửng trong một trường hợp, và một trường hợp thứ hai cho thấy hiệu quả loại bỏ 64,3% đối với dầu mỡ và 48,2% chất rắn lơ lửng. Sự khác biệt chính giữa hai nước thải cuối cùng những là chất rắn thấp hơn thường nội dung của thứ hai (Ertz et al., 1977). Mặc dù được xem là rất hiệu quả, hệ thống DAF có lẽ không phù hợp với cơ sở chế biến cá quy mô nhỏ do chi phí tương đối cao của một nhà máy mà năm 1977 ước đạt khoảng US $ 250000 (Anon., 1986).

Một hệ thống tuyển nổi tồn tại, trong đó không khí không hòa tan nhưng buộc phải thông qua nước thải bằng thiết bị sục khí bề mặt. Hệ thống này tạo ra bong bóng khí kích thước lớn hơn so với các hệ thống DAF và không có báo cáo tồn tại về ứng dụng của nó với nước thải thủy sản.

Hình 3.10 . Đơn vị DAF quy mô phòng thí nghiệm

Trước khi thiết kế hay lựa chọn một hệ thống DAF, nó được khuyến khích rằng thực hiện các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm để đánh giá khả năng áp dụng và điều hành quan trọng yếu tố của nó như không khí để chất rắn tỷ lệ, hiệu quả của flocculants và độ pH thích hợp. Điều này có thể được thực hiện thuận tiện trong các đơn vị phòng thí nghiệm như những gì thể hiện trong hình 3. 10. Trong những thiết bị này, nước có hoặc không có hóa chất và điều chỉnh pH, và áp lực lớn lên với giá trị mong muốn. Sau khi trộn để làm ướt chất lỏng với không khí, áp lực được giải phóng và chất lỏng chảy vào một xi lanh tốt nghiệp mà thời gian được cho phép tách. Các thủ tục chi tiết để thực hiện việc đánh giá có sẵn ở nơi khác (Eckenfelder và Ford, 1969).