Nguồn nước để thải ra sông chủ yếu ở xưởng lên men 1 và 2 sản xuất bột ngọt và lysine và các bồn chứa bán âm; dịch thải sau lên men chỉ được dẫn về hệ thống xử lý nước thải hiếu khí 12 g
Trang 1PHẦN 1: MỞ ĐẦU
1.GIỚI THIỆU CHUNG
Từ nhiều năm qua, kể từ khi thành lập (1991) Cty Vedan VN đã được biết đến bởi có quá nhiều lần gây ô nhiễm môi trường Thế nhưng, qua rất nhiều lần thanh, kiểm tra DN này thì thanh tra TNMT tỉnh Đồng Nai vẫn chưa có hướng xử lý dứt điểm, hoặc xử lý quá nhẹ Vedan
Để che mắt người dân, cũng như không cho tiếp cận khu vực xử lý nước thải, Cty Vedan VN cho xây dựng hệ thống tường rào cao 2,5-3m, bên trên
có gắn dây kẽm gai sắc nhọn, phía trong là hệ thống hào sâu cùng với lực lượng bảo vệ đông đảo luôn túc trực khiến không người dân nào có thể đến gần
2.XẢ THẢI CỦA CÔNG TY VEDAN
Công ty vedan VN sản xuất bột ngọt, tinh bột biến tính, nước đường, xút, thức ăn chăn nuôi
Trung bình mỗi tháng nhà máy xả trên 44.800 m3 dịch thải sau lên men từ tinh bột sắn, mật rỉ đường có nhiều hóa chất độc hại ra nguồn nước và làm ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước ở đây
Nguồn nước để thải ra sông chủ yếu ở xưởng lên men 1 và 2 (sản xuất bột
ngọt và lysine) và các bồn chứa bán âm; dịch thải sau lên men chỉ được dẫn
về hệ thống xử lý nước thải hiếu khí 12 giờ/ngày,12 giờ còn lại vào ban đêm, nước thải được xả trực tiếp vào hệ thống mương thoát nước giải nhiệt rồi xả thẳng ra sông mà không qua xử lý
Tại khu vực bể bán âm chứa nước thải của Vedan có: 6 bồn chứa dịch thải
sau lên men với dung tích 1.500m³/bồn Các bồn chứa này được nối thông
với nhau bằng các đường ống kỹ thuật phân bố phía dưới mỗi chân bồn Tại
đây được lắp đặt 2 máy bơm áp lực cao, có công suất 8,34m³/phút với các van khóa tự điều khiển nối với đường ống xả dịch thải ra cầù cảng số 2.Cầu cảng số 2 được nối qua 2 trụ bơm được cắm sâu xuống lòng sông và đổ tiếp
ra sông Tổng lượng xả ra từ bồn 15000m3là 25.600 m3
Trang 2Các bồn chứa dịch thải sau lên men có dung tích 7.000m³ và 12.000m³/bồn, cũng thiết kế lắp đặt thông nhau tương tự như khu vực 6 bồn trên, cũng có các máy bơm công suất lớn va nối với đường ống xả dịch thải ra cầu cảng số 1,2 rồi đổ thẳng ra sông
Trung bình mỗi tháng Vedan thải dung dịch thải sau lên men từ các bể bán
âm xuống sông Thị Vải là gần 20 nghìn m3, và lượng dung dịch thải sau lên men tại các các bồn chứa là 25 nghìn m3/tháng
Theo kết luận của đoàn kiểm tra Bộ TN_MT:
Tổng khối lượng dịch thải sau lên men mà Vedan xả trực tiếp ra sông Thị Vải, đã được cơ quan chức năng xác định là: 105.600m3 /tháng (trước đó chỉ phát hiện 44.800m3/tháng), trong đó 80.000 m3 thải ra từ xưởng lysine và 25.600m3 xả ra từ bồn 15.000m3
Hiện nay,Công ty Vedan đã tháo dỡ hơn 1.165m đường ống gồm: các tuyến đường ống từ cầu cảng số 1 và số 2 dẫn về chân cầu cảng; 1 tuyến đường ống đến hồ bán âm; 2 tuyến ống song song đoạn từ đầu cảng đến khu vực 12 bồn chứa loại 15.000m3; 3 tuyến đường ống ngầm dưới đất từ chân cầu cảng
đi qua đường nội bộ.
Các chất trong nước thải sau xử lý của nhà máy vedan:
Cyanua
Các chất hữu cơ
NH3
Trang 3Hàm lượng các chất trên đều vượt quá giới hạn tiêu
Trang 4(Cống xả nước thải từ nhà máy Vedan ra sông Thị Vải)
• Các thông số hóa học sau khi nhà máy vedan ngừng xả thải:
Thông số BOD5 giảm 11,6%; thông số COD giảm 13,9%; thông số N-NH3 giảm 24,8% và hàm lượng vi khuẩn Coliform giảm đến 41,8% (ngày 8 – 10/9/08, sau lũ)
Nước đã trong xanh hơn Các sv thủy sinh như cua cá xuất hiện trở lại, người dân đã khai thác được
PHẦN 2: NỘI DUNG
Đề xuất xử lý Nước thải và chất thải của nhà máy chế biến tinh bột Vedan
1:Tổng quan về xử lý chất thải
1.1:Với bã thải
Cho tới nay, trên thế giới và trong nước chưa có tài liệu nào nói về công nghệ xử lý chất thải từ quá trình chế biến sắn để có thể áp dụng trực tiếp giải quyết ô nhiệm tại các làng nghề ở Việt Nam Ở Thái Lan, nơi có sản lượng sắn được chế biến nhiều nhất thế giới cũng chỉ bó hẹp trong việc sử dụng bã sắn ở dạng phơi khô làm thức ăn gia súc
Trang 5Công ty Vedan đã từng chở bã sắn đổ ra biển để tôm cá ăn, gây ô nhiễm nước biển Sauđó công ty lại chở bã chôn ở các hố sâu trên vùng núi xa của tỉnh (thực chất là phân tán ô nhiễm) Viện Khoa học Nông nghiệp miền Nam phối hợp với công ty Vedan đã tiến hành chôn bã sắn cho hoại mục hay lên men vi sinh để làm phân bón, nhưng không mang lại kết quả Gần đây, công
ty đã sấy khô bã sau khi vắt sơ bộ Tuy nhiên việc sấy rất tốn kém do bã không được vắt đến độ ẩm phù hợp Một số cơ sở chế biến nhỏ vắt bã sơ bộ rồi phơi 5 – 7 ngày nắng vào mùa khô, hoặc 10 -15 ngày vào mùa mưa để bán bã khô cho cơ sở chế biến thức ăn chăn nuôi
1.2: Với nước thải
Các tài liệu về xử lý nước thải chế biến tinh bột sắn hầu như hiếm, chỉ có một số về các nghiên cứu xử lý nước thải cho các chế biến nông sản khác Nhà máy chế biến cà phê SanJuannillo của Costa Rica xử lý nước thải theo công nghệ kỵ khí của Hà Lan, công suất 8kg COD/m3 nước thải, hiệu suất
xử lý tách được 80% COD Công ty NGK của Nhật Bản giới thiệu hệ thống
xử lý nước thải trong chế biến đậu tương, tuy nhiên lại đòi hỏi nướcthải phải được gia nhiệt tới 550C trước khi qua tháp xử lý kỵ khí UASB Các công tyFujikasui và Kubaru của Nhật giới thiệu những hệ xử lý UASB để xử lý nước thải chế biến đường, đậu tương, rượu bia, mật ong,
Hầu hết các cơ sở chế biến tinh bột sắn nước ta chưa có khâu xử lý nước thải, kể cả các nhà máy công suất lớn Riêng công ty Vedan có chú ý tới xử
lý nhưng hoàn toàn dùng hồ sinh học nên rất tốn kém, mặt khác các hồ sinh học này không có biện pháp chống thấm vào mạch nước ngầm Tuy nhiên trong các ngành công nghiệp chế biến khác đã có nhiều hệ thống thiết bị xử lý nước thải Viện nghiên cứu Rượu bia - Nước giải khát đã nghiên cứu và áp dụng công nghệ xử lý bằng sinh học: kỵ khí - hiếu khí để xử lý nước thải tại Công ty liên hợp thực phẩm Hà Tây Công ty cà phê Tân Lâm, Quảng Trị đã nghiên cứu và xử
lý nước thải chế biến cà phê theo công nghệ sinh học (Ian C E and Ken C
C 2002): xử lý kỵ khí UASB, hồ sinh học yếm khí/hiếu khí kết hợp (gồm đầm trồng cói, sậy và hồ bèo tây để lọc nước) Trung tâm công nghệ môi trường ECO đã nghiên cứu và áp dụng công nghệ xử lý với bể kỵ khí UASB cho nước thải bệnh viện, dệt nhuộm, chế biến mủ cao su
Trang 6Bảng: thành phần tính chất nước thải từ sản xuất tinh bột khoai mì
Công đoạn sản
xuất
pH Cặn lơ lửng
(mg/l)
BOD5 (mg/l)
COD (mg/l)
Độ kiềm (mg/l)
Trong công đoạn rửa, nước được sử dụng cho việc rửa củ mì trước khi lột vỏ
để loại bỏ các chất bẩn bám trên bề mặt nếu rửa không đầy đủ bùn bám trên
củ sẽ làm cho tinh bột có màu rất xấu
Trong công đoạn ly tâm và sàng loại xơ, nước được sử dụng nhằm mục đích rửa và tách tinh bột từ bột xơ củ mì
Ngoài ra , nước còn sử dụng trong quá trình nghiền củ mì nhưng với khối lượng không đáng kể
1.3:Các tác động
Độ ph thấp:
Độ ph của nước thải quá thấp sẽ làm mất khả năng tự làm sạch của nguồn nước tiếp nhận do các loại vi sinh vật có tự nhiên trong nước bị kìm hãm phát triển ngoài ra , khi nước thải có tính acid sẽ có tính ăn mòn , làm mất cân bằng trao đổi chất tế bào, ức chế sự phát triển bình thường của quá trình sống
Hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học cao:
Nước thải chế biến tinh bột có hàm lượng chất hữu cơ cao, khi xả vào nguồn nước sẽ làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật sử
Trang 7dụng oxy hịa tan để phân hủy các chất hữu cơ Nồng độ oxy hịa tan dưới 50% bão hịa cĩ khả năng gây ảnh hưởng đến sự phát triển của tơm cá
Oxy hịa tan giảm khơng chỉ gây suy thối tài nguyên thủy sản mà cịn làm giảm khả năng tự làm sạch của nước , dẫn đến giảm chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và cơng nghiệp
Hàm lượng chất lơ lửng cao :
Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc có màu, không những làm mất vẻ mỹ quan mà quan trọng nó hạn chế độ sâu tầng nước được ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của tảo, rong rêu giảm quá trình trao đổi oxy và truyền sáng, dẫn nước đến tình trạng kỵ khí Mặt khác một phần cặn lắng xuống đáy gây bồi lắng lòng sông, cản trở sự lưu thông nước và tàu bè đồng thời thực hiện quá trình phân hủy kỵ khí giải phóng ra mùi hôi thối gây ô nhiễm cho khu vực xung quanh
Hàm lượng chất dinh dưỡng cao :
Nồng độ các chất nitơ, photpho cao gây ra hiện tượng phát triển bùng nổ các loài tảo, đến mức độ giới hạn tảo sẽ bị chết và phân hủy gây nên hiện tượng thiếu oxy Nếu nồng độ oxy giảm tới 0 gây ra hiện tượng thủy vực chết ảnh hưởng tới chất lượng nước của thủy vực Ngoài ra, các loài tảo nổi trên mặt nước tạo thành lớp màng khiến cho bên dưới không có ánh sáng Quá trình quang hợp của các thực vật tầng dưới bị ngưng trệ Tất cả các hiện tượng trên gây tác động xấu tới chất lượng nước, ảnh hưởng tới hệ thuỷ sản, du lịch và cấp nước
Amonia rất độc cho tôm, cá dù ở nồng độ rất nhỏ Nồng độ làm chết tôm, cá từ 1,2 – 3 mg/l Tiêu chuẩn chất lượng nước nuôi trồng thủy sản của nhiều quốc gia yêu cầu nồng độ Amonia không vượt quá 1mg/l
Trang 8Các ảnh hưởng khác :
- Trong quá trình sản xuất, bã từ giai đoạn lọc được chất thành đống Các đống chất thải này gây mùi khó chịu trong thời gian lưu trữ và phơi khô
- Nước rỉ từ các đống bã thải gây ô nhiễm lan truyền xuống nguồn nước Nếu thời gian trữ bã kéo dài nước rỉ có thể ngấm vào nước ngầm ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước
2:PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC TRONG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
Dựa trên khả năng tự làm sạch sinh học trong môi trường đất và hồ nước
Đây là phương pháp được áp dụng phổ biến ở
nhiều nước vì dễ thực hiện, giá thành thấp, hiệu quả tương đối cao Phổ biến là các phương pháp:
2.1: Hồ sinh học
Ưu điểm: diện tích chiếm nhỏ hơn cánh đồng lọc, có
thể nuôi trồng thủy sản, cung cấp nước cho trồng trọt, chi phí thấp, vận hành và bảo trì đơn giản
Các quá trình diễn ra trong hồ sinh học tương tự như quá trình tự rửa sạch ở sông hồ nhưng tốc độ nhanh hơn và hiệu quả hơn
Quá trình hoạt động trong các hồ sinh học dựa trên quan hệ cộng sinh của toàn bộ quần thể sinh vật có trong hồ tạo ra Trong số các chất hữu cơ đưa vào hồ các chất không tan sẽ bị lắng xuống đáy hồ còn các chất tan sẽ được hòa loãng trong nước Dưới đáy hồ sẽ diễn ra quá trình phân giải yếm khí các hợp chất hữu cơ, sau đó thành NH3, H2S, CH4 Trên vùng
yếm khí và vùng yếm khí tùy tiện và hiếu khí với khu hệ vi sinh rất phong phú gồm các giống Pseudomonas,
Trang 9Bacillus, Flavobacterium, Achromobacter, vi sinh vật phân giải chất hữu cơ thành nhiều chất trung gian khác nhau và cuối cùng là CO2, đồng thời tạo ra các tế bào mới,
2.2: Hồ hiếu khí
Có diện thích rộng, chiều sâu cạn Chất hữu cơ trong nước thải được xử lý chủ yếu nhờ sự cộng sinh giữa tảo và vi khuẩn sống ở dạng lơ lửng Oxy cung cấp cho
vi khuẩn nhờ sự khếch tán qua bề mặt và quang hợp của tảo Chất dinh dưỡng và CO2 sinh ra trong quá trình phân hủy chất hữu cơ được tảo sử dụng Hồ hiếu khí có 2 dạng: (1) có mục đích là tối ưu sản lượng tảo, hồ này có chiều sâu cạn khoảng 0,15 – 0,45 m; (2) tối ưu lượng oxy cung cấp cho vi khuẩn, chiều sâu hồ khoảng 1,5m Để đạt hiệu quả tốt có thể cung cấp oxy bằng cách thổi khí nhân tạo Thời gian lưu nước trong hồ 3-12 ngày là tốt nhất
2.3: Hồ tùy nghi
Trong hồ phân ra làm 3 vùng khác nhau:
Vùng hiếu khí: oxy cung cấp bởi không khí, và từ quá trình quang hợp của VSV
Vùng kị khí (dưới đáy hồ): các VSV yếm khí phát triển rất mạnh và phân hủy rất nhanh các chất hữu
cơ lắng xuống, sinh ra khí CH4
Vùng trung gian: giao thoa giữa hiếu khí và yếm khí Sự phát triển của các VSV trong vùng này không ổn định cả về số lượng, số loài và cả về chiều hướng phản ứng sinh học
Hồ sâu từ 1-2m, thích hợp cho sự phát triển của tảo và các VSV tùy nghi
Ban ngày, khi có ánh sáng mặt trời quá trình xảy ra trong hồ là hiếu khí Ban đêm và lớp đáy là kỵ khí Tải
Trang 10trọng thích hợp dao động trong khoảng 70 – 140 kgBOD5/ha ngày
2.4:Hồ kỵ khí
Thường áp dụng cho nước thải có nồng độ chất hữu
cơ cao và cặn lơ lửng lớn, đồng thời có thể kết hợp phân hủy bùn lắng Hồ có chiều sâu lớn hơn 1.5m, không cần oxy cho hoạt động của VSV Ở đây các loài VSV kỵ khí và tùy nghi dùng oxy từ các hợp chất như nitrat, sulphate để oxy hóa chất hữu cơ tạo thành CH4 và CO2 Hồ kị khí thường tạo ra mùi rất khó chịu nên cần phải chọn địa điểm cách xa khu dân cư 1.5-2 km để xây dựng hồ Tải trọng thiết kế khoảng 220 – 560
kgBOD5/ha ngày
3: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SINH HỌC TRONG ĐIỀU KIỆN NHÂN TẠO
3.1: Điều kiện hiếu khí
Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng
Đòi hỏi chế độ dòng chảy nút, khi đó chiều dài bể rất lớn so với chiều rộng Nước thải vào có thể phân bố nhiều điểm theo chiều dài, bùn hoạt tính tuần hoàn đưa vào đầu bể Ở chế độ dòng chảy nút, bông bùn có đặc tính tốt hơn, dễ lắng Tốc độ sục khí giảm dần theo chiều dài bể Quá trình phân hủy nội bào xảy ra ở cuối bể Tải trọng thích hợp vào khoảng 0,3 – 0,6 kgBOD5/m3.ngày với hàm lượng MLSS 1.500 – 3.000 mg/l, thời gian lưu nước từ 4–8 giờ, tỷ số F/M = 0,2 – 0,4; thời gian lưu bùn từ 5 – 15 ngày
Đòi hỏi chọn hình dạng bể, trang thiết bị sục khí thích hợp Thiết bị sục khí cơ khí (motour và cánh khuấy) hoặc thiết bị khếch tán khí thường được sử dụng Bể
Trang 11này thường có dạng hình tròn hoặc hình vuông, hàm lượng bùn hoạt tính và nhu cầu oxy đồng nhất trong toàn bộ thể tích bể
Ưu điểm: chịu được quá tải rất tốt METCALF and EDDY
(1991) đưa ra tải trọng thiết kế khoảng 0,8 – 2,0 kgBOD5/m3.ngày với hàm lượng bùn 2.500 – 4.000 mg/l, tỷ số F/M = 0,2 – 0,6
Hạn chế lượng bùn dư sinh ra, khi đó tốc độ sinh trưởng thấp, sản lượng bùn thấp và chất lượng nước ra cao hơn Thời gian lưu bùn cao hơn so với các bể khác (20 – 30ngày) Hàm lượng bùn thích hợp trong khoảng 3.000 – 6.000 mg/l
Là mương dẫn dạng vòng có sục khí để tạo dòng chảy trong mương và vận tốc dòng chảy thường được thiết kế lớn hơn 3 m/s để xáo trộn bùn hoạt tính và tránh cặn lắng Mương oxy hóa có thể kết hợp xử lý nitơ METCALF and EDDY (1991) đề nghị tải trọng thiết kế 0,1 – 0,25 kg BOD5/m3.ngày, thời gian lưu nước 8–16 giờ, hàm lượng MLSS khoảng 3.000 – 6.000 mg/l, thời gian lưu bùn từ 10 – 30 ngày là thích hợp
Đây là loại công nghệ mới đang được sử dụng ở nhiều nước trên thế giới vì hiệu quả xử lý Nitơ, Phospho rất cao nhờ vào các qui trình hiếu khí, thiếu khí, yếm khí
Hoạt động của bể gồm 5 pha:
Pha làm đầy (fill): đưa nước thải vào bể, có thể vận
hành theo 3 chế độ: làm đầy_tĩnh, làm đầy_khuấy
trộn và làm đầy_sục khí Pha phản ứng (react): ngừng
đưa nước thải vào bể, tiến hành sục khí đều diện tích
Trang 12bể Thời gian làm thoáng phụ thuộc vào chất lượng
nước thải và yêu cầu mức độ xử lý Pha ổn định (settle): các thiết bị sục khí ngừng hoạt động, quá trình
lắng diễn ra trong môi trường tĩnh hoàn toàn Thời gian
lắng thường nhỏ hơn 2h Pha tháo nước trong (decant):
nước đã lắng trong ở phần trên của bể được tháo ra nguồn tiếp nhận bằng ống khoan lỗ hoặc máng thu
nước trên phao nổi Pha chờ (idle): thời gian chờ để
nạp mẻ mới Pha này có thể bỏ qua
Ưu điểm: hiệu quả khử Nitơ, Phospho cao; tiết kiệm
diện tích đất xây dựng vì không cần xây dựng bể điều hòa, bể lắng I và lắng II; có thể kiểm soát hoạt động và thay đổi thời gian giữa các pha nhờ bộ điều khiển PLC; pha lắng được thực hiện trong điều kiện tĩnh hoàn toàn nên hiệu quả lắng tốt
Khuyết điểm: chi phí của hệ thống cao, người vận
hành phải có kỹ năng tốt, đạt được hiệu quả xử lý cao khi lưu lượng nhỏ hơn 500m3/ngày đêm
Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám
Bể lọc sinh học chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám Vật liệu tiếp xúc thường là nhựa hoặc đá Nước thải được phân bố điều trên mặt lớp vật liệu bằng hệ thống quay hoặc vòi phun Quần thể vi sinh vật sống bám trên giá thể tạo nên màng nhầy sinh học có khả năng hấp phụ và phân hủy chất hữu cơ chứa trong nước thải Quần thể vi sinh vật này có thể bao gồm vi khuẩn hiếu khí,
kỵ khí và tùy tiện Lớp ngoài cùng của màng nhầy dày khoảng 0,1 – 0,2 mm là vi sinh vật hiếu khí Khi vi sinh vật phát triển chiều dày lớp màng ngày càng tăng, vi sinh vật lớp ngoài tiêu thụ hết lượng oxy khếch tán trước khi oxy thấm vào bên trong Vì vậy, gần sát bề mặt giá thể môi trường kỵ khí hình thành Hệ thống thu nước đặt dưới đáy bể và có cấu trúc rổ để tạo điều kiện không khí lưu thông trong bể