Xử lý nước thải bằng công nghệ lọc màng MBR

Hệ thống xử lý nước thải là hệ thống được tạo thành từ một số công nghệ xử lý nước đơn lẻ hợp thành, giúp giải quyết các yêu cầu xử lý nước thải cụ thể cho từng nhà máy. Mỗi loại nước thải tùy thuộc vào loại hình sản xuất mà sẽ có các công nghệ xử lý đơn lẻ khác nhau hợp thành, để tạo ra một hệ thống xử lý nước hoàn chỉnh. Một hệ thống xử lý nước thải hiệu quả và được thiết kế tốt sẽ giải quyết: 1. Xử lý được những thành phần gây ô nhiễm trong nước thải. Đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đạt chuẩn yêu cầu

Trang 1

Nghiên cứu xử lý chất thải từ các quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học gốc

BÁO CÁO NGHIỆM THU CẤP 2

Trang 2

1

Trang 3

1 Cơ sở pháp lý

 “Đề án phát triển Nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến

năm 2025” của Chính phủ (2007), mục tiêu: 100.000 tấn E5/năm

và 50.000 tấn B5/năm (2010), 250.000 tấn/năm (2015), và 1,8 triệu tấn /năm (2025).

 “Kế hoạch và chương trình triển khai các dự án Nhiên liệu sinh

học của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025”, hiện nay đang khởi công 3 nhà máy sản xuất ethanol nhiên liệu từ sắn lát với công suất 100.000 m³ cồn/năm, dự kiến đưa vào hoạt động cuối 2011

Trang 4

1 Khảo sát và đánh giá các biện pháp bảo vệ môi trường của các nhà

máy sản xuất ethanol nhiên liệu trực thuộc PVN đã và đang triển khai tại Việt Nam nhằm đưa ra các biện pháp thích hợp để hoàn thiện, nâng cao và đảm bảo hoạt động của nhà máy không gây tác động tiêu cực đến môi trường xung quanh;

2 Nghiên cứu, đánh giá và đề xuất quy trình xử lý chất thải từ quá

trình sản xuất biodiesel điều kiện Việt Nam.

Trang 5

1. Phân tích nguồn thải và công nghệ xử lý chất thải từ quá trình sản xuất Bioethanol bằng nguyên liệu sắn (mì) trên thế giới

2 Khảo sát nguồn thải và đánh giá quy trình xử lý chất thải từ quá trình sản xuất Bioethanol của các nhà máy tại Việt Nam

3 Đề xuất quy trình cho xử lý chất thải thích hợp từ quá trình sản xuất Bioethanol tại Việt Nam

4 Đánh giá và đề xuất quy trình xử lý chất thải thích hợp từ quá trình sản xuất Biodiesel tại Việt Nam

Trang 6

a Qui trình điều chế bioethanol từ sắn lát

c Thành phần, Tính chất của nguồn thải đặc trưng

b Phân tích các nguồn thải

Phân tích nguồn thải và công nghệ xử lý chất thải từ quá trình

sản xuất Bioethanol bằng nguyên liệu sắn trên thế giới

d Tham khảo các công nghệ xử lý chất thải

Trang 7

Dịch hèm thải

Hệ thống xử lý nước thải

Nước thải vệ sinh máy móc thiết bị

Nước thải sinh hoạt

Chưng cất Tách nước

Đường hóa Lên men

Hồ hóa

Làm biến tính Ethanol

Ethanol sản phẩm

CO2

Bã sắn, bụi tiếng ồn

Bùn sinh học

Trang 8

Nước thải sản

xuất

 Nước rửa thiết bị

 Nước thải sau xử lý

Nhiệt độ: 25-35 0 C

Nước thải phòng thí

nghiệm

pH : 6,5-4,5 BOD: 15.000 mg/L COD: 30.000 mg/l

Nước thải sinh

hoạt

Phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của con

người

pH : 6,5-8,5 BOD: 200-400 mg/L COD: 400-600 mg/l TSS: 800-1.000 mg/L Nhiệt độ: 25-35 0 C

Trang 16

Nước thải

Thông số

Lượng nước thải phát sinh (kl/kl cồn)

Hàm lượng chất rắn lơ lửng (mg/L)

BOD (mg/L)

COD (mg/L)

Trang 17

13 Độ màu Thay đổi từ rất sáng cho đến rất tối

14 Mùi Bình thường đến mùi khói

Trang 18

Chất thải rắn

-Bùn sinh học từ xử lý nước thải

Sản lượng bùn phát sinh thường từ 0,2-0,3 kg/m 3 nước thải

xuất bioethanol

Thành phần

Bùn sơ cấp chưa xử lý

Bùn sơ cấp

đã phân hủy

Bùn hoạt tính chưa xử lý Khoảng

dao động

Giá trị điển hình

Khoảng dao động

Giá trị điển hình

Khoảng dao động

Tổng chất rắn (TS), % 5 - 9 6 2 - 5 4 0,8 - 1,2 Chất rắn bay hơi (% TS) 60 - 80 6,5 30 - 60 40 59 - 88 Dầu mỡ (% TS)

Nitơ (% TS) 1,5 - 4 2,5 1,6 - 3,0 3,0 2,4 - 5,0 Phospho (P2O5, % TS) 0,8 - 2,8 1,6 1,5 - 4,0 2,5 2,8 - 11

29.000 25.000 9.000 - 14.000 12.000 19.000 - 23.000

Trang 19

d Các công nghệ xử lý chất thải tham khảo

Axit hóa

Hồ ổn định

Hệ lọc màng MBR

Trang 20

Một số đặc điểm kỹ thuật của hệ thống xử lý nước thải

Thiết bị Thông số

Giá trị / đặc điểm Nguyên liệu sắn Nguyên liệu rỉ

đường

Hệ thống xử lý kỵ khí

(50.000 mg/l)

138.600 kg/ngày (90.000 mg/l)

Trang 21

Hệ thống xử lý nước thải sản xuất cồn từ mật rỉ của Nhà máy đường Hiệp

Hòa, Long An Công suất : 260 m 3 /ngày

Trang 22

Hệ thống xử lý nước thải Công ty cồn Thái Hưng, Tiền Giang

Công suất : 50 m 3 /ngày

Trang 23

Đánh giá công nghệ của các nhà máy sản xuất cồn tại Việt Nam hiện có

TT Nhà máy Tính chất nước thải Nước thải sau xử lý Đánh giá Quy trình xử lý

SS: 1.750 mg/l Màu: 115.000 Pt – Co

pH : 7,71

COD: 14.600 mg/l BOD5: 8.380 mg/l

SS: 620 mg/l Màu: 52.750 Pt – Co

Quy trình thiết kế chưa phù hợp

Nước sau xử lý biogas  hồ sinh học hiếu khí  hồ sinh

học không có khả năng tiếp nhận

SS: 2.360 mg/l Tổng N: 340 mg/L Tổng P: 27 mg/L Tổng Coliform:

60.000MPN/100mL

pH: 6,2

COD : 300-400 mg/L BOD: 80-100 mg/L

Tổng N : 14 mg/L Tổng P: 0,05 mg/L Tổng Coliform:

5.000MPN/100mL

 Hệ thống thiết kế phù hợp với công suất nhỏ

 Chất lượng nước thải sau

xử lý cao hơn tiêu chuẩn thải cho phép từ 3 đến 5 lần.

 Hệ thống hấp phụ than hoạt tính hoạt động hiệu quả trong thời gian có  tốn chi

phí cho việc thay than hoạt tính.

Trang 24

2 Chất thải rắn

- Xử lý hèm thải

Trên thế giới hiện nay, hèm thải ép khô từ quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học thông thường được xử lý dùng làm thức ăn gia súc Theo các nghiên cứu, đề xuất tỷ lệ bã hèm khô thích hợp trong khẩu phần ăn cho gia súc là từ 15 đến 20%

Bã hèm khô sau lọc ly tâm

Bã hèm khô

Nguyên liệu thức ăn gia súcKhông khí nóng

Trang 25

2 Chất thải rắn

- Xử lý bùn thải

Trang 26

Nhận xét

Xử lý nước thải

• Nước thải sản xuất bioethanol có nồng độ ô nhiễm hữu cơ cao, khả

sinh học:

 Sinh học kỵ khí (biogas, UASB, USBF,…)

 Sinh học hiếu khí (Aeroten, MBR, SBR….)

• Nhiệt độ trong nước thải rất cao (80-85 0 C),  phương pháp xử lý nhiệt thích hợp  không ảnh hưởng đến quá trình sinh học

• Vấn đề dinh dưỡng N,P trong nước thải của từ sản xuất bioethanol hầu như không được tính đến

• Cần xem xét xử lý bậc cao (keo tụ - kết bông, khử màu, Oxy hóa nâng cao)  xử lý triệt để các chất ô nhiễm còn lại trong nước thải

Trang 27

• Đã có những nghiên cứu ủ bùn thải từ quá trình xử lý làm phân

compost Tuy nhiên, phải phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

 Bùn sinh học (không bao gồm bùn hóa lý, tươi)

 Không chứa chất độc hại, KLN;

 Hàm lượng hữu cơ cao;

 Nhiệt độ, áp suất, độ ẩm của bùn

 Khác …

Trang 28

Khảo sát nguồn thải, đánh giá quy trình xử lý chất thải từ quá trình sản xuất Bioethanol của các nhà máy tại Việt

nam

a Khảo sát nguồn phát thải từ quá trình sản xuất bioethanol tại Việt

Nam

b Thành phần tính chất của chất thải đặc trưng phát sinh

c Đánh giá quy trình xử lý chất thải của các nhà máy bioethanol tại

Việt Nam

Trang 29

a Khảo sát nguồn thải, đánh giá quy trình xử lý chất thải từ quá trình sản

xuất Bioethanol của các nhà máy tại Việt nam

TT Tên nhà máy Công suất

(Triệu lít/năm)

Ngày hoạt động dự kiến Chủ đầu tư Tiến độ

5 Nhà máy cồn sinh học

Dung Quất 100 Tháng 12/2011

Petrosetco, NMLD Bình Sơn thuộc Petrovietnam

Vận hành thử, nghiệm thu

dự kiến trong tháng 11/2011

6 Nhà máy cồn sinh học

Bình Phước 100 Tháng 4/2012

Liên doanh ITOCHU Nhật bản và PV OIL, LICOGI 16

Đăng thực hiện hợp đồng EPC, dự kiến kết thúc tháng 12/2011

1 Các nhà máy sản xuất bioethanol khảo sát

Trang 31

b Thành phần tính chất của chất thải đặc trưng phát sinh

- Thành phần, tính chất nước thải sản xuất

Nhà máy Ethanol Phú Thọ (sắn khô, mía)

Nhà máy Ethanol Dung Quất (sắn khô)

Nhà máy Ethanol Bình Phước (sắn khô)

Nhà máy cồn Đại Tân (sắn khô)*

QCVN 24:2009/BTN MT Cột A

Trang 32

STT Thông số Đơn vị

Nhà máy Ethanol Phú Thọ (sắn khô,mía)

Nhà máy BioEthanol Quảng Ngãi (sắn khô)

Nhà máy Ethanol Bình Phước (sắn khô)

Nhà máy Cồn Đại Tân (sắn khô)*

01 Bã hèm (độ ẩm 70%) Tấn/ngày 264 130 266 250

02 Bụi than từ xử lý khí thải Tấn/ngày 6,6-11,9 - -

-03 Bùn từ xử lý nước thải Tấn/ngày 16,8-18,75 8 8,75 9

05 Chất thải rắn sinh hoạt Kg/ngày 202 15-75,5 72-120 100

06 Chất thải rắn nguy hại Kg/ngày 12 10 10 10

- Thành phần, tải lượng chất thải rắn phát sinh từ sản xuất bioethanol

Trang 33

c Đánh giá quy trình xử lý nước thải của các nhà máy Bioethanol tại

bón

Bùn từ biogas được ép làm phân

bón

Ép khô làm phân bón

Ép khô thải bỏ

NƯỚC THẢI SAU XỬ LÝ

đạt tiêu chuẩn loại B theo QCVN 24:2009/BTNMT

NƯỚC THẢI SAU XỬ LÝ

Trang 34

Đánh giá hệ thống:

1 Bể chứa nước thải đầu vào có dung tích thiết kế lớn (HRT = 12 giờ) có chức

năng điều hòa nhiệt độ nước thải Tuy nhiên nhiệt độ nước thải từ quá trình

xử lý hèm thải rất cao (80~900C),  Cần có phương án giảm nhiệt độ

(40~600C)  phù hợp cho quá trình xử lý kỵ khí

phương án khử mùi hôi phát sinh;

3 Thời gian lưu thủy lực bể Biogas thấp (20 ngày)  Hiệu suất xử lý đạt

tiếp theo

4 Bùn sinh học kết hợp với bã hèm khô (sau biogas)  làm phân bón;

Trang 35

5 pH ảnh hưởng khả năng xử lý hóa lý và sinh học  bổ sung công đoạn

điều chỉnh pH trước khi xử lý bằng hóa lý /sinh học;

6 Hiệu suất xử lý của bể UASB (65~80%)  Hệ thống xử lý không đáp ứng

tiêu chuẩn xả thải (BOD: 1000~2000 mg/L, COD: 1.500~3.000mg/L.);

7 Hệ thống không có bể khử trùng nước thải trước khi xả nước ra nguồn

tiếp nhận;

8 Bùn thải  Ép khô  bánh bùn

Nghiên cứu giảm hàm lượng nước trong bùn cải thiện công suất xử lý bùn

9 Chất lượng nước thải sau xử lý không đạt tiêu chuẩn thải loại B theo QCVN

24:2008/BTNMT (BOD cao hơn 20-30 lần, COD cao hơn 15-30 lần, tổng N cao hơn 30 lần tiêu chuẩn cho phép)

Trang 36

2 Nhà máy sản xuất bioethanol Phú Thọ

Nước thải sinh hoạt

Bùn kỵ khí P

Bùn nổi

Trang 37

1 Hiệu quả xử lý của các đơn nguyên chưa cao, đặc biệt là xử lý sinh học  Bổ

sung thêm bể biogas  Tăng khả năng phân hủy các chất ô nhiễm

2 Công nghệ đề xuất chưa đề cập giải pháp khử Nitơ trong nước thải  Bổ

sung thêm bể khử Nitơ trước bể hiếu khí

3 Hệ thống tuyển nổi trước công đoạn xử lý kỵ khí gây tốn kém chi phí vận hành

và ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học kỵ khí phía sau  Không sử

dụng bể tuyển nổi

4 Sử dụng Ca(OH)2 sẽ làm khối lượng bùn hóa lý tăng cao  tăng khả năng

đóng cặn trong bể UASB  Thay thế Ca(OH) 2 thành NaOH

5 Không có bể khử trùng nước thải  Bổ sung thêm bể khử trùng

6 Hệ thống chưa kiểm soát mùi từ các bể chứa nước thải đầu vào  Thiết kế

chụp hút sau đó hấp phụ bằng than hoạt tính

7 Công nghệ xử lý nước thải đề xuất chưa mang tính khả thi cao  không đạt

tiêu chuẩn thải loại A theo QCVN 24:2009/BTNMT  Bổ sung hệ thống xử

lý hóa lý và oxy hóa bậc cao

Trang 38

Đề xuất hướng cải thiện:

1 Thiết kế thêm bể biogas để tăng khả năng phân hủy các chất ô nhiễm

2 Thay thế Ca(OH)2 thành NaOH

3 Cần thiết kế thêm bể khử Nitơ trước bể hiếu khí

4 Nên có hệ thống xử lý hóa lý và oxy hóa bậc cao để xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn thải loại A theo QCVN 24:2009/BTNMT

5 Cần có phương án kiểm soát mùi ở bể đệm, bể điều hòa bằng các chụp hút, sau đó hấp phụ than hoạt tính hoặc cách ly khu xử lý nước thải xa nhà máy, khu dân cư

Trang 39

3 Nhà máy sản xuất bioethanol Quảng Ngãi

Nước tách bùn

Tuần hoàn nước rửa lọc

P P

Nước thải từ bả hèm

Bể phản ứng kỵ khí

Bể đệm DAF No.1

Tháp giải nhiệt No.1

Tháp giải nhiệt No.1 Thiết bị tuyển nổi No.1

Bể đệm UASB

Bể UASB

Bùn nổi

Bùn thải

PAC Polymer

NaOH

Tháp xử lý mùi

P

Bùn rửa lọc

Bể đệm hiếu khí

Tháp giải nhiệt No.2

Bể hiếu khí

Bể lắng PThiết bị tuyển nổi No.2

Thải bỏ

P

Nước tách bùn

Bể nén bùn

Trang 40

1 Hệ thống giải nhiệt bằng ống chùm (Spiral Heat Exchanger)  Giảm nhiệt hiệu quả từ 80,6 0 C xuống 65 0 C Tuy nhiên, hệ thống này tiêu thu một lượng nước và điện rất lớn ( lượng nước làm mát là 4800 m 3 /ngày)  Sử dụng tháp giải nhiệt bằng cách làm thoáng cưỡng bức

2 Hệ thống điều chỉnh pH tại đầu vào bể phản ứng kỵ khí  tiêu thụ NaOH rất lớn  chi phí vận hành cao  Giảm lượng NaOH trong nước thải đầu vào đồng thời tăng thời gian

lưu của bể chứa  Nước thải tự ổn định pH

3 Hệ thống xử lý phức tạp , có công đoạn không cần thiết như thiết bị tuyển nổi số 1, tháp giải nhiệt số 2  Loại bỏ thiết bị tuyển nổi số 1, tháp giải nhiệt số 2

4 Hệ thống không có công đoạn khử nitơ trong nước thải  Bổ sung thêm bể khử Nitơ

trước bể hiếu khí

5 Nước thải sau xử lý của nhà máy đạt tiêu chuẩn loại B theo QCVN 24:2009/BTNMT Tuy nhiên, để đạt được tiêu chuẩn thải thì nhà máy cần kiểm soát các thông số vận hành tốt, đặc biệt là công đoạn xử lý sinh học, hóa lý.

Trang 41

Hướng đề xuất cải thiện:

1 Có thể giảm lượng NaOH trong nước thải đầu vào Tại bể kỵ khí, với thời gian lưu nước khoảng 10 ngày (dung tích bể kỵ khí là 3 x 9.908,6 m3 =

29.726 m3) có khả năng sẽ ổn định được pH trong bể kỵ khí

2 Không cần thiết thiết kế hệ thống tuyển nổi số 1 vì sẽ tiêu tốn lượng lớn hóa chất kết bông, bên cạnh đó sẽ làm giảm đáng kế lượng chất hữu cơ có thể phân hủy sinh học tạo mêtan từ bể UASB

3 Cần thêm công đoạn khử nitơ trước bể hiếu khí

Trang 42

4 Nhà máy sản xuất bioethanol Bình Phước

Bể gom

Hồ chứa

Hệ thống khuấy trôn

Xử lý yếm khí UASB

Bể lọc sinh học hiếu khí

Mương Oxy hóa

Máy ép bùn 1

Bể chứa bùn 2

Polyme r

Máy ép bùn 2

Nước thải từ phân xưởng sản xuất

Nước thải từ phân xưởng sản xuất Nước thảiNước thảisinh hoạtsinh hoạt

Nước sau xử lý đạt QCVN 24:2009/BTNMT cột A, Kq=1,0, Kf=1,0

Hồ sinh học

Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt

Trang 43

1 Hệ thống ban đầu thiết kế chỉ xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn B theo QCVN

24:2009/BTNMT Sau thời gian cải tạo thêm hệ thống xử lý bậc cao thì nước thải sau xử lý có thể đạt tiêu chuẩn thải loại A  chi phí xử lý khá cao

2 Hệ thống không có xử lý nitơ trong nước thải  tổng N sau xử lý cao Bổ

sung thêm bể khử Nitơ trước bể hiếu khí

3 Bể hiếu khí tiếp nhận nồng độ chất ô nhiễm khá cao (BOD > 3.000 mg/L,

COD > 6.000 mg/L) do nước thải qua chỉ có xử lý kỵ khí 1 bậc  Bổ sung thêm bể biogas

4 Bùn phát sinh từ các quá trình sinh học, hóa lý được thu gom và xử lý ép

bùn  bùn còn độ ẩm khá cao  hiệu quả ép bùn kém

Trang 44

Hướng đề nghị cải tiến:

1 Nghiên cứu hướng xử lý bậc cao thích hợp để giảm chi phí xử lý nước

2 Thiết kế hầm biogas để tiếp nhận nước thải đầu vào Phương án này nhằm giảm nồng độ chất ô nhiễm cho các công trình đơn vị phía sau vì vậy sẽ giảm chi phí hóa chất và vận hành của hệ thống xử lý nước thải

3 Xây dựng thêm bể khử nitơ trước xử lý hiếu khí

Trang 45

Kết luận kết quả khảo sát, đánh giá các hệ thống xử lý nước thải

1 Các nhà máy đều có giải pháp xử lý nước thải, tuy nhiên các quy trình

đều có một số vấn đề về công nghệ có khả năng ảnh hưởng đến chất lượng nước sau xử lý

2 Qua thực tế khảo sát, hiện tại chỉ có nhà máy bioethanol Đại Tân hoạt

động (70% công suất) và hệ thống xử lý nước thải ít khi vận hành Các nhà máy cồn nhiên liệu thuộc Tập đoàn Dầu khí đang trong quá trình xây dựng và vận hành thử

3 Kết quả phân tích mẫu nước thải sản xuất của nhà máy Bioethanol Đại

Tân cao hơn các số liệu được cung cấp từ các nhà máy khác Tuy nhiên, các thông số này vẫn thuộc khoảng giá trị khảo sát đã được công bố từ quá trình sản xuất ethanol nhiên liệu tương cận trong khu vực và trên thế giới

Trang 46

Kết luận kết quả khảo sát, đánh giá các hệ thống xử lý nước thải

4 Công nghệ xử lý nước thải của các nhà máy đều có quá trình xử lý hóa lý,

sinh học, và đăng ký quy trình xử lý đạt tiêu chuẩn thải cho phép Qua khảo sát thực tế cho thấy,

 HTXLNT của nhà máy cồn Đại Tân không đạt tiêu chuẩn thải, nồng độ chất ô nhiễm còn khá cao (BOD > 1.000 mg/L, COD > 2.500 mg/L)

 Quy trình xử lý nước thải của nhà máy bioethanol Dung Quất, Bình Phước có khả năng xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn thải

5 Vấn đề kiểm soát pH, độ kiềm, nhiệt độ, nồng độ chất độc, sự xáo trộn nước

thải trong xử lý kỵ khí, … chưa được xem xét và đề cập cụ thể trong quy trình công nghệ xử lý nước thải

6 Hầu hết phương án xử lý nước thải của các đơn vị chưa đề xuất việc khử

N-NH3 trong nước thải

Định dạng
Số trang	78
Dung lượng	1,27 MB