tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến tinh bột khoai mì tân trường hưng, tỉnh tây ninh, công suất 900 m3 ngày đêm

 Tìm hiểu tình hình hoạt động và quy trình sản xuất của nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Tân Trường Hưng  Từ đó, đề xuất công nghệ xử lý nước thải phù hợp với điều kiện thực tế của n

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 1

3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2

4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI MÌ CÔNG TY TNHH TÂN TRƯỜNG HƯNG 4

1.1 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG 4

1.2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SẢN PHẨM VÀ PHÁT THẢI 8

1.3 TÁC ĐỘNG CỦA HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT ĐẾN MÔI TRƯƠNG 10

CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CƠ BẢN XỬ LÝ NƯỚC THẢI 11

2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NGÀNH SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI MÌ 11

2.1.1 Phương pháp cơ học 11

2.1.2 Phương pháp xử lý hóa lý 18

2.1.3 Phương pháp xử lý hóa học 26

2.1.4 Phương pháp xử lý sinh học 27

2.2 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGHÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT KHOAI MÌ 38

CHƯƠNG 4

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 61

4.1 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 61

4.1.1 Tính toán các lưu lượng thiết kế 61

4.1.2 Song chắn rác 62

4.1.3 Máy sàng rác 65

4.1.4 Bể lắng cát-hố thu gom 66

4.1.5 Bể lắng đứng đợt 1 71

4.1.6 Bể Acid hóa 77

4.1.7 Bể điều hòa 85

4.1.8 Bể trung gian 90

4.1.9 Bể UASB 91

4.1.10 Bể Aerotank 103

4.1.11 Bể lắng 2 115

4.1.12 Hồ hoàn thiện 120

4.1.13 Bể chứa bùn 122

4.1.14 Bể nén bùn (kiểu lắng đứng) 124

4.1.15 Máy ép bùn băng tải 128

4.2 BỐ TRÍ ĐƯỜNG ỐNG CÔNG NGHỆ 129

4.3 BỐ TRÍ MẶT BẰNG 130

CHƯƠNG 5 TÍNH KINH TẾ 131

5.1 CHI PHÍ ĐẦU TƯ 131

5.1.1 Dự toán chi phí xây dựng 131

5.1.2 Dự toán chi phí phần thiết bị 134

5.2 CHI PHÍ XỬ LÝ 138

5.2.1 Chi phí xây dựng 138

CHƯƠNG 6

QUẢN LÝ – VẬN HÀNH – SỰ CỐ VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 143

6.1 GIAI ĐOẠN ĐƯA CÔNG TRÌNH VÀO HOẠT ĐỘNG 143

6.2 GIAI ĐOẠN VẬN HÀNH 145

6.3 NGUYÊN NHÂN VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC SỰ CỐ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 147

6.4 TỔ CHỨC QUẢN LÝ, KỸ THUẬT AN TOÀN VÀ BẢO TRÌ 149

CHƯƠNG 7 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 151

7.1 KẾT LUẬN 151

7.2 KIẾN NGHỊ 151

TÀI LIỆU THAM KHẢO 153

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: công ty thuộc công ty TNHH Tân Trường Hưng 3

Hình 1.2 Giấy chứng nhận đăng ký nhãn hiệu của công ty Tân Trường Hưng 4

Hình 1.3: giấy chứng nhận 5

Hình 1.4: Quy trình sản xuất của nhà máy 10

Hình 2.1: Bể điều hòa 18

Hình 2.2: Bể lắng cát 19

Hình 2 3: Bể keo tụ tạo bông 21

Hình 2.4: Bể tuyển nổi 22

Hình 2 5: Bể Aerotank 34

Hình 2 6: Mương Oxy hóa 35

Hình 2.7: Công nghệ SBR 36

Hình 2 8: Bể lọc sinh học nhỏ giọt 37

Hình 2.9: Hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy Phước Long 42

Hình 2.10: Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy Hoàng Minh 43

Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn khả năng phân hủy CN tại bể acid hóa 49

Hình 3.2: Qui trình xử lý nước thải 1 51

Hình 3.3 : Qui trình xử lý nước thải, phương pháp 2 59

Hình 4.3 : Sơ đồ cấu tạo bể UASB 95

Hình 4.4: Tấm chắn khí và tấm hướng dòng trong UASB 98

Hình 4.5: Tấm hướng dòng trong UASB 99

Hình 4.6 : Sơ đồ tấm răng cưa thu nước 101

Hình 4.7: Sơ đồ làm việc của hệ thống bể Aerotank 105

Hình 4.8: Sơ đồ ống phân phối khí 113

DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 : Tiêu chuẩn tinh bột của nhà máy (áp dụng Starch UDC 664.227 đối với tinh bột khoai mì) 8

Bảng 1.2 : Sản lượng sản phẩm của nhà máy 9

Bảng 1.3: Thành phần tính chất nước thải 12

Bảng 2 1: Hiệu suất xử lý của các phương pháp xử lý nước thải khác nhau 31

Bảng 3 1 Đặc trưng nước thải Nhà máy chế biến tinh bột khoai mì Tân Trường Hưng, tỉnh Tây Ninh 38

Bảng 3.2: So sánh giữa các phương pháp xử lý kỵ khí 47

Bảng 3.3: Bảng hiệu suất xử lý của từng công trình đơn vị phương án 1 54

Bảng 3.4 Hiệu suất xử lý của phương án 2 59

Bảng 3.5 So sánh ưu và nhược điểm của 2 phương án 62

Bảng 4.1 Thông số thiết kế song chắn rác 66

Bảng 4.9 Thông số thiết kế bể điều hòa 90

Bảng 4 10 Thông số thiết kế bể điều hòa 92

Bảng 4.11 Thông số thiết kế bể UASB 102

Bảng 4 12 Thông số thiết kế bể aerotank 115

Bảng 4 13 Thông số thiết kế bể lắng 2 120

Bảng 4.14 Tóm tắt các thông số thiết kế hồ sinh học 122

Bảng 4 15 Thông số thiết kể bể chứa bùn 124

Bảng 4 16 Thông số thiết kế bể nén bùn .128

Bảng 4 17 Catalogue của thiết bị máy ép lọc băng tải 129

Bảng 5 1: Dự toán chi phí xây dựng 131

Bảng 5 2: Dự toán chi phí phần thiết bị 134

Bảng 5 3 Chi phí điện năngcho các thiết bị 139

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Sắn (hay còn gọi là khoai mì) có tên khoa học là Manihot Esculenta là cây lương thực ưa ẩm, nó phát nguồn từ lưu vực sông Amazone Nam Mỹ Đến thế kỉ XVI mới được trồng ở châu Á và Phi Ở nước ta, khoai mì được trồng ở khắp nơi từ nam chí bắc nhưng do quá trình sinh trưởng và phát dục của khoai mì kéo dài, khoai mì giữ đất lâu nên chỉ các tỉnh trung du và thượng du Bắc Bộ như: Phú Thọ, Tuyên Quang, Hòa Bình

là điều kiện trồng trọt thích hợp hơn cả

Khoai mì Việt Nam cũng bao gồm nhiều loại giống Nhân dân ta thường căn cứ vào kích tấc, màu sắc củ, thân, gân lá và tính chất khoai mì đắng hay ngọt (quyết định bởi hàm lượng axit HCN cao hay thấp) mà tiến hành phân loại Tuy nhiên trong công nghệ sản xuất tinh bột người ta phân thành hai loại: khoai mì đắng và khoai mì ngọt Chế biến khoai mì đã được phổ biến ở nước ta từ thế kỷ 16 Những năm gần đây, do yêu cầu phát triển của ngành chăn nuôi và ngành chế biến thực phẩm từ khoai mì gia tăng Sản lượng khoai mì hằng năm đạt khoảng 3 triệu tấn Việc sản xuất càng nhiều thì lượng chất thải càng lớn Ước tính trung bình hằng năm gần đây ngành chế biến tinh bột khoai mì (bao gồm nhà máy chế biến và hộ gia đình) đã thải ra môi trường 500.000 tấn thải bã và 15 triệu m3 nước thải Thành phần của các loại chất thải này chủ yếu là các hợp chất hữu cơ, các chất dinh dưỡng khi thải ra môi trường Trong điều kiện khí hậu của nước ta sẽ nhanh chóng bị phân hủy gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường đất, nước, không khí, ảnh hưởng đến môi trường sống của cộng đồng dân

cư trong khu vực

Hiện nay, ở một số nhà máy chế biến tinh bột nồng độ COD trong nước thải lên đến 13.000 mg/l, vượt gấp trăm lần so với chỉ tiêu cho phép Điều này cho thấy ngành tinh bột đang đứng trước nhu cầu phải phát triển nhưng môi trường khu vực hiện tại và tương lai lại phải đứng trước nguy cơ gánh chịu hậu quả do chất thải tinh bột mang lại Trong phạm vi hẹp, em chọn đề tài “ Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải nhà máy chế biến tinh bột khoai mì Công ty TNHH Tân Trường Hưng, tỉnh Tây Ninh” với mong muốn góp phần vào phát triển bền vững ngành chế biến tinh bột khoai mì

Đề tài “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý thải cho nhà máy sản xuất tinh bột

khoai mì Tân Trường Hưng, tỉnh Tây Ninh, công suất 900 m3/ngày.đêm.” được

khoai mì nói chung và nhà máy chế biến sữa Nutifood nói riêng

 Tìm hiểu tình hình hoạt động và quy trình sản xuất của nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Tân Trường Hưng

 Từ đó, đề xuất công nghệ xử lý nước thải phù hợp với điều kiện thực tế của nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Tân Trường Hưng đạt tiêu chuẩn đầu ra và tính toán, thiết kế chi tiết công trình đơn vị

3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU

 Giới hạn về mặt không gian: Đối tượng nghiên cứu của đề tài là nước thải trong quá trình sản xuất tinh bột khoai mì của nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Tân Trường Hưng

 Ngoài ra đề tài còn có thể áp dụng cho các cơ sở sản xuất tinh bột khoai mì khác trên cả nước với qui mô tương tự

 Giới hạn về mặt thời gian: Đề tài được thực hiện từ 4/7/2017 – 1/12/2017

 Giới hạn về mặt nội dụng: Đề xuất công nghệ xử lý phù hợp và tính toán thiết kế các công trình đơn vị cho hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Tân Trường Hưng

4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

 Thu thập tài liệu, giới thiệu nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Tân Trường Hưng, tỉnh Tây Ninh

 Thu thập số liệu, tài liệu, đánh giá tổng quan về công nghệ sản xuất, khả năng gây ô nhiễm môi trường và xử lý nước thải trong nghành chế biến tinh bột khoai mì.Thu thập một số thông tin về tình hình sản xuất, công nghệ sản xuất

 Lựa chọn công nghệ, thiết kế hệ thống xử lý nước thải đáp ứng yêu cầu kinh tế

và điều kiện của nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Tân Trường Hưng

 Dự trù kinh phí thực hiện cho việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Tân Trường Hưng

 Thực hiện các bản vẽ kỹ thuật cho các công trình đơn vị trong hệ thống

 Hướng dẫn vận hành và đưa ra một số biện pháp khắc phục sự cố cho hệ thống

xử lý

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

 Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập số liệu về công nghệ sản xuất, thành phần và tính chất nước thải và một số công nghệ đang được áp dụng hiện nay

 Tổng hợp và nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến nước thải nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Tân Trường Hưng

 Phương pháp so sánh: So sánh ưu khuyết điểm của các công nghệ xử lý để đưa ra giải pháp xử lý có hiệu quả hơn

 Phương pháp trao đổi ý kiến: Trong quá trình thực hiện đề tài đã tham khảo ý kiến của giáo viên hướng dẫn và các anh chị trong ngành về các vấn đề có liên quan

 Phương pháp tính toán: Sử dụng các công thức để tính toán các công trình đơn vị của hệ thống xử lý nước thải, chi phí xây dựng và vận hành hệ thống theo quy định hiện hành

 Phương pháp đồ họa: Dùng phần mềm Autocad để vẽ các công trình xử lý nước

thải đã tính toán

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI MÌ CÔNG

TY TNHH TÂN TRƯỜNG HƯNG

1.1 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG

Hình 1.1: công ty thuộc công ty TNHH Tân Trường Hưng

 Nhà máy đặt tại xã Thạnh Bắc, Huyện Tân Biên, tỉnh Tây Ninh

 Nhà máy chế biến tinh bột khoai mì thuộc công ty TNHH Tân Trường Hưng đi vào hoạt động sản xuất tinh bột khoai mì từ năm 2005

 Hoạt động với công suất 60 tấn/ngày

 Về cơ bản, vị trí nhà máy có những thuận lợi sau :

 Nhà máy toạ lạc tại ấp Thanh Hiệp, Xã Thạnh Bắc, Huyện Tân Biên, Tỉnh Tây Ninh, nay là vùng rộng lớn trồng khoai mì làm nguyên liệu cho ngành chế biến tinh bột khoai mì của tỉnh Tây Ninh

 Khu vực đã có hệ thống chuyển tải điện đủ khả năng cung cấp điện cho các hoạt động của nhà máy

 Vị trí của công ty TNHH Tân Trường Hưng trên bản đồ hành chính tỉnh Tây Ninh

 Giấy chứng nhận đăng ký nhãn hiệu cho công ty TNHH Tân Trường Hưng do Cục Sở Hửu Trí Tuệ – Bộ Khoa Học và Công Nghệ cấp:

Hình 1.3: giấy chứng nhận

Bảng 1.1 : Tiêu chuẩn tinh bột của nhà máy (áp dụng Starch UDC 664.227 đối với

Bảng 1.2 : Sản lượng sản phẩm của nhà máy

Tinh bột khoai mì (tấn) 2.800 11.250 15.750 18.000 18.000

(Nguồn : Tổng hợp từ công ty TNHH Tân Trường Hưng)

(*) : Khối lượng bã mì tính trong trường hợp không tách riêng phần vỏ

1.2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SẢN PHẨM VÀ PHÁT THẢI

a Quy trình công nghệ và phát thải:

Hình 1.4: Quy trình sản xuất của nhà máy

b Thuyết minh quy trình

Quy trình công nghệ sản xuất của nhà máy hiện đại, được áp dụng phổ biến tại các công ty sản xuất tinh bột khoai mì trên thế giới Các công đoạn chủ yếu có thể được

Sau khi kiểm tra xong, khoai mì sẽ được đưa vào máy đập vỡ vụn ra và phân phối qua các máy nghiền Trong máy nghiền, khoai mì sẽ được nghiền nhuyễn bằng lưới sàng và đồng thời các vật liệu nghiền nhuyễn có chứa tinh bột được tách ra để tinh bột

có thể được trích ly dễ dàng Vật liệu được nghiền nhuyễn từ máy nghiền sẽ được thu gom lại trong hố máy nghiền và được pha loãng bằng nước có chứa tinh bột lấy từ máy

ép bột nhão

Bằng dụng cụ bơm đặc biệt, vật liệu được nghiền nhuyễn từ máy nghiền sẽ được bơm đến trạm trích ly 3 giai đoạn Máy trích ly là máy ly tâm nghiêng kết hợp với hoạt động rửa và sàng Nhờ lực ly tâm, vật liệu được nghiền nhuyễn sẽ được bơm vào thùng sàng hình côn nơi mà vật liệu trích ly được lọc riêng, đồng thời vật liệu được nghiền nhuyễn được tẩy bằng các vòi nước Việc trích ly được tiến hành đối ứng nhau Tinh bột được pha nước từ các máy trích ly sẽ được luân chuyển nhờ các máy bơm Tinh bột được pha nước từ máy trích ly số 1 là loại tinh bột dạng lỏng thô sẽ được thu gom vào bồn chứa sau đó sẽ được các bơm ly tâm tiếp tục bơm đến các máy trích ly số

2 và 3

Vật liệu thừa ra từ máy trích ly số 3 là loại bột nhão sẽ được thu gom vào băng chuyền xoắn Sau đó, tinh bột dạng lỏng thô sẽ được bơm thông qua máy đánh bột chổi xoay và khí xoáy tụ dùng khử cát đến máy tách ly tinh bột thứ nhất, nơi mà tinh bột được cô đặc và tẩy bằng nước Vữa tinh bột được rửa trong hệ thống khí xoáy tụ

đa chiều Từ đây, tinh bột dạng lỏng được đưa vào ống dẫn đến các máy ly tâm khử nước tự động Sau khi nước đã được khử, dao truyền động bằng thủy lực sẽ xả tinh bột đến các băng chuyền xoắn thu gom để cung cấp cho băng tải thang để đưa đến máy sấy Tại đây, tinh bột được sấy khô bằng luồng khí đóng được tạo ra bằng hơi nước Sau khi tách ly, tinh bột được khí xoáy tụ thổi lên các van xoay và các băng chuyền xoắn đến hệ thống làm nguội chạy bằng hơi Máy sấy được vận hành tự động bằng các phím mức độ và bằng máy kiểm soát nhiệt độ để đảm bảo sự ổn định về độ ẩm trong tinh bột

Tinh bột ra khỏi máy làm nguội thông qua băng chuyền xoắn và khóa khí quay sẽ rơi xuống máy rây tinh bột là nơi mà các hạt vật liệu có kích cỡ quá khổ sẽ bị loại bỏ Bên dưới máy ray được nối với cánh xoắn đóng bao nơi tinh bột được đóng gói Bột nhão được tạo ra từ các máy trích ly sẽ được thu gom và phân phối đến các máy ép xoắn Bột nhão đã được khử nước có thể được phơi khô ở sân phơi dưới ánh nắng mặt trời hoặc bằng hệ thống phơi khô khác Sân phơi trên có bề rộng khoảng 3.000 m2 Việc sản xuất tinh bột cần phải có nước chứa SO2 Khí SO2 được tạo ra bằng cách đốt lưu huỳnh trong lò đốt Khí SO2 được sục vào nước trong bồn và được máy bơm bơm đến các công đoạn chế biến cần sử dụng nước chứa SO2

1.3 TÁC ĐỘNG CỦA HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT ĐẾN MÔI TRƯỜNG

 Thành phần và tính chất nước thải

Nguồn phát sinh :

Trong công nghiệp chế biến tinh bột, nước được sử dụng trong quá trình sản xuất

chủ yếu là ở các công đoạn rửa củ, ly tâm, sàng loại xơ, khử nước

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 được sử dụng trong quá trình nghiền củ mì nhưng với khối lượng không đáng kể

Tóm lại, lượng nước thải phát sinh từ nhà máy dự kiến có 10% bắt nguồn từ nước rửa củ và 90% xả ra từ công đoạn ly tâm, sàng lọc, khử nước

Lưu lượng

Tổng khối lượng nước thải của nhà máy chiếm khoảng 80% tổng khối lượng nước cấp sử dụng, tương đương 900 m3 nước thải/ngày, trong đó :

- Nước thải từ công đoạn rửa củ : 90 m3/ngày

- Nước thải từ công đoạn ly tâm, sàng lọc, khử nước : 810 m3/ngày

Bảng 1.3: Thành phần tính chất nước thải

.Chỉ tiêu Đơn vị

Nước thải chế biến tinh bột

Từ công đoạn rửa củ

Từ công đoạn ly tâm, sàng lọc

Nước thải tổng hợp (cống chung)

4,5 – 5,0 1.100 – 1.300

450 – 670

1860 – 2100

1950 – 2250

25 – 35 5,5 – 10

5 – 25

hữu cơ rất cao, độ đục cao do ảnh hưởng của cặn lơ lửng nên có khả năng gây ô nhiễm môi trường rất lớn

Đặc biệt với loại nước thải này là trong khoai mì có chứa HCN là một acid có tính chất độc hại Đây là chất hoá học trong khoai mì gây nên trạng thái say, ngộ độc khi ăn phải quá nhiều Khi ngâm khoai mì vào nước một phần HCN sẽ vửa ra tan vào trong nước và theo nước thải ra ngoài Ngoài ra, trong quá trình hoạt động có sục khí SO2vào trong nước ở công đoạn trích ly, SO2 khi gặp nước sẽ chuyển hoá thành acid

H2SO3 làm cho pH trong nước giảm xuống rất nhiều

* Nhận xét:

Nước thải rửa củ có pH gần như trung tính (tuy vẫn phụ thuộc vào chất lượng nguồn nước cấp), hàm lượng chất rắn tổng cộng nằm trong khoảng 550 – 700 mg/l với khoảng 70 – 75% là chất rắn lơ lửng, nồng độ BOD và COD của nước thải nằm trong khoảng 40 – 60 mg/l và 100 – 150 mg/l

Nước thải từ công đoạn ly tâm, sàng lọc mang tính acid với pH nằm trong khoảng 4 – 4,5 Ngoài ra, nước thải còn có hàm lượng chất rắn tổng cộng khá cao (từ 700 – 850 mg/l), trong đó nồng độ cặn lơ lửng chiếm khoảng từ 35 – 45% (khoảng 320 – 550 mg/l) Nồng độ BOD và COD của nước thải từ công đoạn này nằm trong khoảng 1500

1800 mg/l và 1600-2100 mg/l

Tỷ lệ BOD/COD trong nước thải lên đến 87% Chứng tỏ có thể áp dụng công nghệ sinh học cho việc xử lý nước thải Do tính chất đặc trưng của nguồn nước thải (hàm lượng CN cao, dao động từ 5–25 mg/l), trong một số trường hợp đặc biệt do nguồn nguyên liệu chế biến là các loại khoai mì trồng lâu năm hoặc khoai mì đắng dẫn đến hàm lượng CN trong nước thải có thể lên đến hơn 25 mg/l Chính hàm lượng CN cao

là một trong những nguyên nhân gây ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả xử lý, ảnh hưởng đến hoạt động các công trình xử lý sinh học sau này Vì vậy, công nghệ xử lý nước thải khoai mì cần chú trọng giai đoạn khử CN trước để bảo đảm tính ổn định của

hệ thống Sau đó áp dụng phương pháp sinh học kết hợp xử lý kỵ khí và hiếu khí

 Khí thải

Khí thải của nhà máy tinh bột sắn phát sinh từ các nguồn:

Khí thải từ lò đốt dầu tạo khí nóng đề sấy khô sản phẩm Nhà máy dùng dầu FO để đốt lò tạo không khí nóng cho quá trình sấy khô thành phẩm

Bụi phát sinh do các hoạt động của các phương tiện giao thông ra vào nhà máy, trong quá trình xe chạy và bốc xếp nguyên liệu, sản phẩm cũng gây ra ô nhiễm bụi cho khu vực xung quanh nhà máy

Các khí phát sinh do quá trình phân hủy sinh học từ các hồ sinh học, các chất thải rắn thường chứa các thành phần H2S, CH4, metan…Tạo mùi hôi thối khó chịu Tuy

nhiên lượng khí thải này phát sinh không lớn và phạm vi ảnh hưởng hẹp

 Chất thải rắn

Chất thải rắn phát sinh từ các nguồn sau:

Vỏ củ và tạp chất (đất, cát) ở công đoạn rửa và bóc vỏ, lượng chất thải này nhà máy xử lý bằng cách chôn lấp Bã sắn từ công đoạn tách, trích ly chiết suất Bã này dùng làm thức ăn gia súc hoặc phân bón hữu cơ vi sinh Nhà máy ký kết bán bã sắn với một số công ty chế biến thức ăn cho gia súc

Bùn từ công đoạn xử lý nước thải hiện nay chưa được xử lý, mà chủ yếu thải ra

suối gần nhà máy và nạo vét bỏ tại bờ các hồ sinh học

CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CƠ BẢN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NGÀNH SẢN XUẤT TINH BỘT KHOAI MÌ

Một số công trình xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học bao gồm:

a Song chắn rác:

Song chắn rác dùng để giữ lại các tạp chất thô như giấy, rác, túi nilon, vỏ cây và các tạp chất có trong nước thải nhằm đảm bảo cho máy bơm, các công trình và thiết bị

xử lý nước thải ở phía sau hoạt động ổn định

Các song chắn được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào của kênh dẫn, nghiêng một góc 60 – 70% Thanh song chắn có thể có tiết diện tròn, vuông hoặc hỗn hợp Thanh song chắn có tiết diện tròn có trở lực nhỏ nhất nhưng nhanh bị tắc bởi các vật bị giữ lại Thiết bị chắn rác bố trí tại các máng dẫn nước thải trước trạm bơm nước thải và trước

các công trình xử lý nước thải

b Thiết bị nghiền rác

Là thiết bị có nhiệm vụ cắt và nghiền vụn rác thành các hạt nhỏ lơ lửng trong nước thải để không làm tắc ống, không gây hại cho bơm Trong thực tế cho thấy việc sử dụng thiết bị nghiền rác thay cho thiết bị chắn rác đã gây nhiều khó khăn cho các công đoạn xử lý tiếp theo do lượng cặn tăng lên sẽ làm tắc nghẽn hệ thống phân phối khí và các thiết bị làm thoáng trong các bể (đĩa, lỗ phân phối khí và dính bám vào các tua bin)

Do vậy cần phải cân nhắc trước khi sử dụng

c Bể lắng cát

Bể lắng cát gồm các loại sau:

 Bể lắng ngang: có dòng nước chuyển động thẳng dọc theo chiều dài của bể Bể

có tiết diện hình chữ nhật, thường có hố thu đặt ở đầu bể

 Bể lắng cát đứng: Dòng nước chảy từ dưới lên theo chân bể Nước được dẫn theo

ống tiếp tuyến với phần hình trụ vào bể

 Bể lắng cát tiếp tuyến: là loại bể có thiết diện hình tròn, nước thải được dẫn vào

bể theo chiều từ tâm ra thành bể và được thu vào máng tập trung rồi dẫn ra ngoài

 Bể lắng cát làm thoáng: để tránh lượng chất hữu cơ lẫn trong cát và tăng hiệu

quả xử lý, người ta lắp vào bể lắng cát thông thường một dàn thiết bị phun khí Dàn này được đặt sát thành bên trong bể tạo thành một dòng xoắn ốc quét đáy

bể với một vận tốc đủ để tránh hiện tượng lắng các chất hữu cơ, chỉ có cát và các phẩn tử nặng có thể lắng

d Bể điều hòa

Bể điều hòa là đơn vị khắc phục các vấn đề sinh ra do sự biến động về lưu lượng

và tải lượng dòng vào, đảm bảo hiệu quả các công trình xử lý phía sau, đảm bảo đầu ra

xử lý, giảm chi phí và kích thước của các thiết bị sau này

Có 2 loại bể điều hòa:

 Điều hòa lưu lượng

 Điều hòa lưu lượng và chất lượng

Dựa vào chức năng và vị trí có thể chia bể lắng thành các loại:

 Bể lắng đợt 1: Được đặt trước công trình xử lý sinh học, dùng để tách các chất rắn lơ lửng không hòa tan

 Bể lắng đợt 2: Được đặt sau công trình xử lý sinh học dùng để lắng các cặn vi

sinh, bùn trong nước trước khi thải ra nguồn tiếp nhận

Dựa vào cấu tạo bể lắng đƣợc chia thành các dạng bể lắng nhƣ:

+ Nước sau khi lắng trong tràn qua máng thu đặt xung quanh thành bể và đi ra ngoài theo ống dẫn nước ra đến công trình xử lý tiếp theo

 Bể lắng ngang:

Bể lắng ngang có dạng hình chữ nhật, tỉ lệ giữa chiều rộng và chiều dài không nhỏ hơn 1/4 và chiều sâu đến 4m Nước thải theo máng phân phối ngang vào bể qua đập tràn thành mỏng hoặc tường đục lỗ xây dựng ở đầu bể dọc suốt chiều rộng Đối diện ở cuối bể cũng xây máng tương tự để thu nước và đặt tấm chắn nửa chìm nửa nổi cao hơn mực nước 0,15 – 0,2m và không sâu quá 0,25 – 0,5m Để thu và xả chất nổi, người ta đặt một máng đặc biệt ngay sát kề tấm chắn Bể lắng ngang có thể làm một hố thu cặn ở đầu bể hoặc có thể làm nhiều hố thu cặn dọc theo chiều dài của bể

Hình 2.2: Bể lắng cát

Phạm vi ứng dụng: sử dụng bể có công suất > 3000 m3/ngày.đêm đối với trường hợp xử lý nước có dùng phèn và áp dụng với bất kỳ công suất nào cho các trạm xử lý không dùng phèn

 Bể lắng ly tâm:

Bể lắng ly tâm có dạng hình tròn, đường kính có thể từ 5m trở lên, thường được sử dụng với công suất lớn hơn hoặc bằng 30.000m3/ngày đêm

Nguyên lý hoạt động:

+ Bể lắng ly tâm là loại bể lắng trung gian giữa bể lắng ngang và bể lắng đứng Nước

từ vùng lắng chuyển động từ trong ra ngoài và từ dưới lên

+ Nước cần xử lý vào ống trung tâm rồi vào giữa ngăn phân phối, rồi được phân phối vào vùng lắng Trong vùng lắng nước chuyển động chậm dần từ tâm bể ra

f Lọc

Lọc được dùng để tách các chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải, mà các bể lắng không thể loại chúng Người ta tiến hành quá trình lọc nhờ các vật liệu lọc,

vách ngăn xốp, cho phép chất lỏng đi qua và giữ các tạp chất lại

Vật liệu lọc thường được sử dụng nhiều nhất là cát thạch anh, than cốc hoặc sỏi, thâm chí cả than nâu, than bùn hoặc than gỗ

Có nhiều dạng lọc: lọc chân không, lọc áp lực, lọc chậm, lọc nhanh, lọc chảy ngược,

bên trong nhà, gần các thiết bị thoát nước hoặc ngoài sân gần khu vực bếp ăn để tách dầu mỡ trước khi xả vào hệ thống thoát nước bên ngoài cùng với các loại nước thải

khác

2.1.2 Phương pháp xử lý hóa lý

a Bể keo tụ, tạo bông

Mục tiêu: Giảm độ đục, khử màu, khử các chất ô nhiễm hòa tan (kim loại nặng)

cặn lơ lửng và vi sinh vật kích thước nhỏ (10-7-10-8 cm)

Các chất keo tụ dùng là phèn nhôm: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)3Cl, KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O; phèn sắt: Fe2(SO4)3.2H2O, FeSO4.7H2O, FeCl3 hay chất keo tụ không phân ly, dạng cao phân tử có nguồn gốc thiên nhiên hay

tổng hợp

Phương pháp keo tụ có thể làm trong nước và khử màu nước thải vì sau khi tạo bông cặn, các bông cặn lớn lắng xuống thì những bông cặn này có thể kéo theo các chất phân tán không tan gây ra màu

b Bể tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất rắn không tan hoặc tan hoặc lỏng có tỉ trọng nhỏ hơn làm nền Nếu sự khác nhau về tỉ trọng đủ để tách, gọi là tuyển nổi tự nhiên

Trong xử lý nước thải, về nguyên tắc, tuyển nổi thường được sử dùng để khử các chất lơ lửng và nén bùn cặn

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục bọt khí nhỏ (thường là không khí) vào trong pha lỏng Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi của tập hợp các bóng khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó chúng tập hợp lại

với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban đầu

Hình 2 3: Bể keo tụ tạo bông

Có các loại tuyển nổi như:

+ Tuyển nổi phân tán không khí bằng thiết bị cơ học;

+ Tuyển nổi phân tán không khí bằng máy bơm khí nén (qua các vòi phun, qua các tấm xốp);

+ Tuyển nổi với tách không khí từ nước (tuyển nổi chân không; tuyển nổi không áp; tuyển nổi có áp hoặc bơm hỗn độn hợp khí nước);

+ Tuyển nổi điện, tuyển nổi sinh học và hoá học

Hình 2.4: Bể tuyển nổi 2.1.3 Phương pháp hóa học

Phương pháp xử lý hóa học là đưa hóa chất vào nước thải để gây tác động với các tạp chất, biến đổi hóa học và tạo cặn lắng (kết tủa) hoặc phân hủy chất độc hại tạo dạng chất hòa tan nhưng không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường

a Phương pháp trung hòa

Nước thải sản xuất của nhiều ngành công nghiệp có thể chứa axit hoặc kiềm Để ngăn ngừa hiện tượng xâm thực và để tránh cho quá trình sinh hóa ở các công trình làm sạch và nguồn nước không bị phá hoại, ta cần phải trung hòa nước thải Trung hòa còn nhằm mục đích loại một số kim loại nặng ra khỏi nước thải Mặt khác muốn nước thải được xử lý tốt bằng phương pháp sinh học phải tiến hành trung hòa

và điều chỉnh pH về 6,6 - 7,6

Trong quá trình trung hòa một lượng bùn cặn được tạo thành Lượng bùn này phụ thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại và các tác nhân sử dụng cho quá trình trung hòa

Một số hóa chất thường dùng để trung hòa như: CaCO3, CaO, MgE, Mg(OH)2, CaO0,6MgO0,4, (Ca(OH)2)0,6(Mg(OH)2)0,4, NaOH, Na2CO3, H2SO4, HCl, HNO3… Ngoài ra, có thể tận dụng nước thải có tính acid trung hòa nước thải có tính kiềm hoặc ngược lại

Quá trình sinh học tạo ra CO2, CO2 có thể phản ứng với các chất có tính axit hoặc tính kiềm vì thế giúp trung hòa và tăng khả năng đệm của nước thải

Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách:

 Trộn lẫn nước thải có chứa axit với nước thải chứa kiềm với nhau;

 Bổ sung thêm tác nhân hóa học;

 Lọc nước qua vật kiệu lọc có tác nhân trung hòa;

 Hấp phụ khí chứa axit bằng nước thải chứa kiềm hoặc hấp phụ amoniac bằng nước axit …

2.1.4 Phương pháp sinh học

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là dựa vào khả năng sống và hoạt động của vi sinh vật có khả năng phân hóa những hợp chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn

dinh dưỡng và tạo năng lượng

a Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên

 Ưu điểm:

+ Đảm bảo hiệu suất xử lý cao và ổn định;

+ Chi phí đầu tư xây dựng thấp;

+ Chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp;

+ Yêu cầu kỹ năng vận hành không cao so với các công nghệ thông thường khác; + Tuổi thọ dài hơn so với tuổi thọ các công nghệ xử lý có sử dụng các thiết bị điện – cơ khí;

+ Ít phụ thuộc các yếu tố như công tác xây dựng, các thiết bị điện, cơ khí;

+ Công nghệ/quá trình xử lý đơn giản, hiệu quả xử lý ổn định và lâu dài;

+ Nhu cầu bảo dưỡng và vận hành ít;

+ Yêu cầu vệ sinh định kỳ bùn lắng;

+ Giá thành xây dựng có thể tăng đáng kể;

+ Ảnh hưởng bởi các điều kiện thời tiết;

+ Các vấn đề về mùi;

+ Có thể mất khả năng xử lý do sự quá tải về chất rắn hoặc ammonia

 Cánh đồng tưới công cộng và bãi lọc:

Đó là khu đất được chuẩn bị riêng biệt để sử dụng đồng thời cho hai mục đích xử

lý nước thải và gieo trồng Xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên diễn ra dưới tác dụng của hệ thực vật dưới đất, mặt trời, không khí và dưới ảnh hưởng của thực vật

Nguyên tắc hoạt động: Việc xử lý nước thải bằng cánh đồng tưới, cánh đồng lọc

dựa trên khả năng giữ các cặn nước ở trên mặt đất, nước thấm qua đất như đi qua màng lọc, nhờ có oxy trong lỗ hổng và mao quản của lớp đất mặt, các vi sinh vật hiếu khí hoặt động phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn Càng sâu xuống đất, lượng oxy càng ít và quá trình oxy hóa các chất hữu cơ giảm xuống dần Cuối cùng đến độ sâu ở

máng phân phối và hệ thống tưới trong các ô Nếu khu đất chỉ dùng xử lý nước thải,

hoặc chứa nước thải khi cần thiết gọi là bãi lọc

Các cánh đồng tưới có ưu điểm so với aerotank:

Giảm chi phí đầu tư và vận hành

Không thải nước ra ngoài phạm vi diện tích tưới

Bảo đảm được mùa cây nông nghiệp lớn và bền

 Phục hồi đất bạc màu

 Hồ sinh học:

Cấu tạo: Hồ sinh học là nơi có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, còn gọi là hồ oxy

hóa, hồ ổn định nước thải… Trong hồ sinh học diễn ra quá trình oxy hoá sinh hoá các chất hữu cơ nhờ các loại vi khuẩn, tảo và các loại thủy sinh vật khác

Nguyên tắc hoạt động: Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ rêu tảo trong quá trình

quang hợp cũng như oxy hóa từ không khí để oxy hóa các chất hữu cơ, rong tảo lại tiêu thụ CO2, photphat và nitrat amon sinh ra từ sự phân hủy, oxy hoá các chất hữu cơ bởi vi sinh vật Để hồ hoạt động bình thường cần phải giữ pH và nhiệt độ tối ưu hóa Nhiệt độ không được thấp hơn 60C Theo quá trình sinh hóa, người ta chia hồ sinh học

ra các loại: hồ hiếu khí, hồ kỵ khí, hồ tùy nghi

Hồ kỵ khí: Dùng để lắng và phân hủy cặn bằng phương pháp sinh hóa tự nhiên dựa

trên cơ sở sống và hoạt động của các vi sinh vật kỵ khí, loại hồ này thường được sử dụng để xử lý nước thải có độ nhiễm bẩn lớn

Hồ tùy nghi: Trong loại hồ này thường xảy ra hai quá trình song song: quá trình

oxy hóa hiếu khí và quá trình oxy hóa kỵ khí Nguồn oxy cung cấp cho quá trình oxy chủ yếu là oxy do khí trời khuếch tán qua mặt nước và oxy do sự quang hợp của rong tảo, quá trình này chỉ đạt hiệu quả ở lớp nước phía trên, độ sâu khoảng 1m Quá trình phân hủy kỵ khí lớp bùn ở đáy hồ phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ Chiều sâu của hồ

có ảnh hưởng lớn đến sự xáo trộn tới các quá trình oxy hóa và phân hủy của hồ Chiều sâu của hồ tùy nghi thường lấy trong khoảng 0,9 – 1,5m

Hồ hiếu khí: Quá trình oxy hóa các chất hữu cơ nhờ các vi sinh vật hiếu khí Người

ra phân loại hồ này thành hai nhóm: hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo

Hồ làm thoáng tự nhiên để đảm bảo ánh sáng có thể xuyên qua, chiều sâu hồ khoảng

30 - 40cm Thời gian lưu nước trong hồ khoảng 3 -12 ngày Hồ hiếu khí làm thoáng nhân tạo hoặc bằng máy khuấy cơ học Chiều sâu của hồ khoảng 2 – 4,5m

b Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo

Quá trình xử lý hiếu khí:

 Quá trình hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng lơ lửng:

Trong quá trình bùn hoạt tính, quá trình phân hủy chất hữu cơ xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục

Việc sục khí nhằm đảm bảo các yêu cầu:

 Cung cấp đủ lượng oxy một cách liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ

Nguyên lý hoạt động: Nước thải được bơm vào bể aerotank Trong bể bùn hoạt

tính hiếu khí với sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, quá trình phân hủy xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục Việc sục khí nhằm cung cấp đủ lượng oxy một cách liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng Trong môi trường nước, khi quá trình oxy hóa sinh học xảy ra thì các vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan để oxy hóa các hợp chất hóa học trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ Tiếp theo diễn ra quá trình khử nitơ và nitrat hóa Hợp chất hữu cơ chứa nitơ NH4+

, sinh khối tế bào vi sinh vật, tế bào sống và tế bào chết theo bùn ra ngoài Do quá trình thủy

 Loại bỏ được Nitơ trong nước thải;

 Vận hành đơn giản, an toàn;

 Thích hợp với nhiều loại nước thải;

 Thuận lợi khi nâng cấp công suất đến 20% mà không phải gia tăng thể tích bể

Nhược điểm

 Thể tích công trình lớn và chiếm nhiều mặt bằng hơn;

 Chi phí xây dựng công trình và đầu tư thiết bị lớn hơn;

 Chi phí vận hành đặc biệt chi phí cho năng lượng sục khí tương đối cao, không

có khả năng thu hồi năng lượng;

 Không chịu được những thay đổi đột ngột về tải trọng hữu cơ

Các yếu tố ảnh hưởng:

 Lượng oxy hoà tan trong nước;

 Thành phần dinh dưỡng đối với vi sinh vật;

 Nồng độ chất bẩn hữu cơ trong nước thải;

 Các chất độc tính trong nước thải;

 pH, nhiệt độ và nồng độ chất lơ lửng của nước thải

Yêu cầu: Nước thải được đưa vào hệ thống cần có hàm lượng SS không vượt quá 150

mg/l, hàm lượng sản phẩm dầu mỡ không quá 25mg/l, pH = 6,5 – 8,5, nhiệt t = (6 -

370C)

Phạm vi áp dụng: Ứng dụng cho hầu hết các loại nước thải có ô nhiễm hữu cơ: trường

học, khu dân cư, bệnh viện, thủy sản…

Hình 2 5: Bể Aerotank

Mương oxy hóa

Là dạng aerotank cải tiến, khuấy trộn hoàn toàn, xáo trộn đều bùn hoạt tính Vận tốc trong mương lớn: hơn 3m/s để tránh lắng cặn Mương oxy hóa có thể kết hợp để

xử lý nitơ Mương oxy hóa có các dạng: tròn, elip, lục giác… Đáy và bờ được làm bằng bê tông hay đất gia cố Được làm thoáng bằng cách sục khí hay thiết bị cơ học

Ưu điểm:

 Hiệu quả xử lý BOD, nito, photpho cao;

 Quản lí vận hành đơn giản;

 Ít bị ảnh hưởng lớn bởi sự dao động lớn về chất lượng và lưu lượng

Nhược điểm:

 Đòi hỏi diện tích xây dựng lớn;

 Thời gian lưu nước dài;

 Lượng oxy cung cấp cho mương lớn

Bể phản ứng dạng mẻ Hình 2 6: Mương Oxy hóa

 Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám

Quá trình sinh học bám dính là quá trình trong đó màng sinh học hình thành trên các giá thể đồng hóa và oxy hóa các chất ô nhiễm trong nước thải

Trong quá trình sinh trưởng bám dính, vi sinh vật bám dính trên các giá thể trơ sẽ chuyển hóa và khử hợp chất hữu cơ hoặc chất dinh dưỡng

Quá trình sinh trưởng bám dính có thể hoạt động như quá trình hiếu khí hay kỵ khí Giá thể cố định có thể đặt ngập trong nước hoặc không đặt ngập

Màng sinh học gồm có những vi sinh vật, cặn/hạt, và polymer ngoại bào bám dính và bao phủ bề mặt giá thể Độ dày màng sinh học bằng 100µm đến 10mm

Trong thực tế lớp màng sinh học rất phức tạp, cấu trúc không đồng đều Nồng độ vi sinh vật của màng sinh học có thể khoảng từ 40 – 100g/l

Không có sự phát triển đồng đều của màng sinh học trong lớp giá thể vật liệu, bởi vì chúng sẽ bị bong ra khỏi giá thể theo định kỳ Quá trình tăng trưởng hiếu khí bám dính được sử dụng để khử chất hữu cơ và thực hiện quá trình nitrat hóa

 Một số dạng bể xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng bám dính:

Bể lọc sinh học nhỏ giọt

Nước thải được phân phối đều khắp diện tích bề mặt bể, màng nhầy vi sinh vật tăng trưởng trên bề mặt vật liệu lọc (giá thể) Màng nhầy là quần thể vi sinh vật chủ yếu vi khuẩn dị dưỡng hiếu khí oxy hóa chất hữu cơ khi nước thải đi qua

Khi màng vi sinh phát triển dày lớp màng vi sinh bên trong thiếu oxy và chất dinh dưỡng làm giảm tốc độ oxy hóa dẫn đến tế bào bị chết, mất khả năng bám dính, màng

vi sinh tróc ra khỏi vật liệu lắng ở lại bể lắng 2

Vật liệu giá thể: sỏi, đá, plastic, xỉ than, nhựa tổng hợp bố trí cố định không đặt ngập chiếm khoảng 90 – 95% thể tích bể

Hình 2.7: Công nghệ SBR

+ Thuận lợi: tiêu thụ năng lượng thấp chi phí quản lý và vận hành thấp

+ Bất lợi: đòi hỏi diện tích rộng, có mùi hôi

+ Bể lọc sinh học nhỏ giọt được phân làm nhiều loại: lọc nhỏ giọt tải trọng thấp,

lọc nhỏ giọt tải trọng trung bình và cao tải, lọc sinh học thô

Bể lọc sinh học tiếp xúc quay

Đĩa sinh học quay gồm hàng loạt đĩa tròn, phẳng, bằng polystryrenne hoặc polyvinyclorua (PVC) đường kính 3-5m lắp trên một trục nằm ngang

Các đĩa được đặt ngập trong nước một phần và quay chậm Trong quá trình vận hành, vi sinh vật sinh trưởng, phát triển trên bề mặt đĩa hình thành một lớp màng mỏng bám trên bề mặt đĩa Khi đĩa quay, lớp màng sinh học sẽ tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và với khí quyển để hấp thụ oxy Đĩa quay sẽ ảnh hưởng đến sự vận chuyển oxy và đảm bảo cho vi sinh vật tồn tại

+ Nước thải và bùn được xáo trộn đều với nhau nhờ dòng vào các bọt khí

+ Nước thải đi vào ở đáy và đi ra qua vùng lắng và máng thu nước phía trên

+ Bộ phận tách khí đặt ở dưới vùng lắng để đảm bảo điều kiện lắng tốt nhất cho bông bùn

+ Bông bùn (1 – 5 mm) sau khi tách khí rơi trở lại vùng phân hủy (đệm bùn và tầng bùn dãn nở)

+ Thời gian lưu bùn hay tuổi bùn (SRT): > 30 ngày

Ưu điểm nổi bật của bể UASB:

+ Xử lý các loại nước thải có nồng độ ô nhiễm hữu cơ rất cao, COD = 15.000mg/l; + Hiệu suất xử lý COD có thể đến 80%;

+ Yêu cầu về dinh dưỡng (N, P) của hệ thống của công nghệ sinh học kỵ khí thấp hơn hệ thống xử lý hiếu khí do sự tăng trưởng và sinh sản của vi sinh vật kỵ khí thấp hơn vi sinh vật hiếu khí;

+ Có thể thu hồi nguồn khí sinh học sinh ra từ hệ thống;

+ Hệ thống xử lý kỵ khí tiêu thụ rất ít năng lượng trong quá trình vận hành

Nhược điểm xử dụng bể UASB:

+ Cần diện tích và không gian lớn để xử lý chất thải;

+ Quá trình tạo bùn hạt tốn nhiều thời gian và khó kiểm soát

Bể phản ứng yếm khí tiếp xúc:

Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn Hỗn hợp bùn và nước thải trong bể được khuấy trộn hoàn toàn, sau khi phân hủy hỗn hợp đưa sang bể lắng hoặc bể tuyển nổi để tách riêng bùn và nước Bùn tuần hoàn trở lại bể kỵ khí, lượng bùn dư thải bỏ thường rất ít do tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật khá chậm

Bể lọc kỵ khí:

Bể lọc kỵ khí là một bể chứa vật liệu tiếp xúc để xử lý chất hữu cơ chứa cacbon trong nước thải Nước thải được dẫn vào bể từ dưới lên hoặc từ trên xuống, tiếp xúc với lớp vật liệu trên đó có vi sinh vật kỵ khí sinh trưởng và phát triển Vi sinh vật được giữ trên bề mặt vật liệu tiếp xúc và không bị rửa trôi theo nước sau xử lý nên thời gian lưu của tế bào sinh vật rất cao (khoảng 100 ngày)

Phương pháp khử trùng

Sau khi xử lý sinh học, phần lớn các vi khuẩn trong nước thải bị tiêu diệt Khi xử lí trong các công trình sinh học nhân tạo, số lượng vi khuẩn giảm xuống còn 5%, trong

hồ sinh học hoặc cánh đồng lọc còn 1-2% Nhưng để tiêu diệt triệt để vi khuẩn gây bệnh thì nước thải cần phải được khử trùng Có các phương pháp khử trùng như:

a Clo hóa sơ bộ

Clo hóa sơ bộ là quá trình cho clo vào nước trước bể lắng và bể lọc Clo hóa sơ bộ

có tác dụng tăng thời gian khử trùng khi nguồn nước nhiễm bẩn nặng, oxy hóa sắt hòa tan ở dạng hợp chất hữu cơ, oxy hóa mangan hòa tan để tạo thành các kết tủa tương ứng, oxy hóa các chất hữu cơ để khử màu, ngăn chặn sự phát triển của rong, rêu, phá hủy tế bào của các vi sinh sản ra chất nhầy nhớt trên mặt bể lọc

b Khử trùng nước bằng Clo và các hợp chất của nó

Clo là một chất oxy hóa mạnh, ở bất cứ dạng nào, nguyên chất hay hợp chất khi tác dụng với nước đều tạo ra phân tử axit hypoclorit HOCl có tác dụng khử trùng rất mạnh Khử trùng bằng phương pháp này khá phổ biến trong các nhà máy xử lý nước ở Việt Nam

Quá trình diệt vi sinh vật xảy ra qua 2 giai đoạn Đầu tiên chất khử trùng khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh, sau đó phản ứng với men bên trong tế bào và phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến sự diệt vong của tế bào

Tốc độ quá trình khử trùng được xác định bằng động học của quá trình khuếch tán chất diệt trùng qua vỏ tế bào và động học của quá trình phân hủy men tế bào

Tốc độ của quá trình khử trùng tăng khi nồng độ của chất khử trùng và nhiệt độ nước tăng, đồng thời phụ thuộc vào dạng không phân ly của chất khử trùng, vì quá trình khuếch tán qua vỏ tế bào xảy ra nhanh hơn quá trình phân ly

Tốc độ khử trùng bị chậm đi rất nhiều khi trong nước có các chất hữu cơ, cặn lơ lửng và các chất khử khác

Phản ứng đặc trưng là sự thủy phân của clo tạo ra axit hypoclorit và axit clohydric:

Cl2 + H2O ⇔ HOCl + HCl Hoặc ở dạng phương trình phân ly:

và sau đó dẫn đến bể mêtan để tiếp tục xử lý

HIỆU SUẤT XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP

Hiệu suất xử lý nước thải các công đoạn khác nhau được thể hiện trong bảng

Bảng 2 2: Hiệu suất xử lý của các phương pháp xử lý nước thải khác nhau

Phương pháp xử lý Mục đích Hiệu suất xử lý

Trao đổi ion

Trao đổi ion

Nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Phước Long – xã Bù Nho – huyện Phước Long – tỉnh Bình Phước

Nhà máy Phước Long có lưu lượng và thành phần nước thải như sau:

Q = 4.800 m3/ngày

pH = 4,5 – 6

Chất rắn lơ lửng = 1.500 – 2.000 mg/l

BOD = 3.000 – 4.000 mg/l

Từ lưu lượng và thành phần nước thải như trên, nhà máy Phước Long đã xây dựng

hệ thống xử lý nước thải theo sơ đồ công nghệ:

Nước thải

Buồng lọc cát

Hình 2.9: Hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy Phước Long

 Ƣu điểm và khuyết điểm của hệ thống: Nước thải sau khi lọc cát được tách

protein để làm giảm hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải Sau đĩ, nước thải được dẫn qua các bể yếm khí và hiếu khí để xử lý bằng phương pháp sinh học

Ưu điểm: vận hành đơn giản, chi phí vận hành thấp

Khuyết điểm: chiếm diện tích lớn, dễ phát sinh ra mùi hơi thối, cần phải chống thấm

cho các hồ, tốn kinh phí lớn Nước thải đầu ra khơng ổn định, cĩ thể khơng đạt tiêu chuẩ

Nhà máy sản xuất tinh bột khoai mì Hồng Minh

Máy thổi khí

Bể Aortank

Nước thải trích ly lọc Song chắn rác

Bể lắng bột

Nước thải rửa củ

Song chắn

Ngăn trung hịa

Sân phơi cát Bồn NaOH

Bồn Clo

Bể điều hịa hoahoà

Bể lắng 2

Sân phơi bùn

Bể nén bùn

Nguồn tiếp nhận

Ga