ï¿½ï¿½m ï¿½ ï¿½ui.vietnamdoc.net/data/file/2015/thang04/11/danh... · title:...

Trêng §¹i Häc N«ng L©m B¾c Giang Khoa C«ng NghÖSinh Häc

Khãa LuËn Tèt NghiÖp Ph¹m ThÞ Thanh V©n K9K11

Mở đầuNước là nột nhu cầu thiết yếu cho mọi sinh vật. Là nguồn nguyên

liệu đặc biệt quan trọng đối với sự sống trên hành tinh, là điều kiện tồn tại

và phát triển của tự nhiên kinh tế xã hội và nhân văn. Nó có vai trò quan

trọng trong việc điều hòa khí hậu và là dung môi lý tưởng để hòa tan,

phân bố các chất vô cơ, hữu cơ làm nguồn dinh dưỡng cho giới thủy sinh

cũng như động, thực vật trên cạn, cho thế giới vi sinh vật và cả con người.

Có thể nói rằng ở đâu có nước ở đó có cự sống và ngược lại. Đúng vậy,

hàng ngày cơ thể người cần từ 3 – 10 lít nước cho các hoạt động bình

thường. Lượng nước này thông qua con đường thức ăn, nước uống đi vào

cơ thể để thực hiện các quá trình trao đổi chất, trao đổi năng lượng, sau

đó theo đường bài tiết mà thải ra ngoài.

Ngày nay quá trình đô thị hóa và sự bùng nổ dân số đã làm cho

nguồn nước tự nhiên bị hao hụt và bị ô nhiễm một cách nghiêm trọng.

Bên cạnh đó với sự phát triển một cách nhanh chóng của các ngành công

nghiệp đã thải ra ngoài môi trường một lượng nước thải lớn.

Và ngành công nghệ thực phẩm là một trong số những ngành công

nghiệp phổ biến, nó phát triển gắn liền với nhu cầu và đời sống của con

người. Ở Việt Nam trong nhiều năm gần đây, ngành này phát triển với tốc

độ lớn đặc biệt là ngành sản xuất rượu bia. Dây cũng là ngành tạo nguồn

thu lớn cho nhà nước và mang lại hiệu quả kinh tế cao.

Do mức sống tăng, mức tiêu dùng bia ngày càng cao. Năm 2000 có

khoảng 81 triệu người và đến năm 2005 lên đến 89 triệu người dùng bia.

Do vậy mức tiêu thụ bình quân theo đầu người vào năm 2002 đạt 17

l/người/năm (sản lượng bia đạt 1500 lít tăng gấp 2 lần so với năm 2000)

bình quân sản lượng bia tăng 20% mỗi năm.

Cùng với các nghành công nghiệp khác, sự phát triển nhanh chóng

về số lượng và quy mô các doanh nghiệp sản xuất bia đã kéo theo những

vấn đề bảo vệ và chống ô nhiễm môi trường. Trong quá trình hoạt động



ngành sản xuất bia cũng tạo ra một lượng lớn các chất thải gây ô nhiễm

môi trường cả 3 dạng: khí thải, chất thải rắn và nước thải. Trong đó

nguồn gây ô nhiễm chính và cần được tập trung giải quyết là nước thải.

Nguồn thải này nếu không được xử lý sẽ gây ô nhiễm thứ cấp tạo khí gây

mùi khó chụi, làm ô nhiễm không khí,ảnh hưởng xấu đến sức khỏe và

đời sống cộng đồng.

Từ thực tế khách quan cho thấy, muốn xử lý nguồn nước thải của

ngàng sản xuất bia có hiệu quả thì ta phải đánh giá được thực trạng về

mức độ ô nhiễm để từ đó đưa ra được phương pháp xử lý tối ưu nhất,

hiệu quả nhất và giảm được chi phí đáng kể cho quá trình xử lý nước thải.

Với đề tài: ‘‘Đánh giá hiện trạng và đề suất một số giải pháp nhằm

xử lý có hiệu quả nguồn nước thải ở nhà máy bia HaDo – công ty cổ phần

liên hợp thực phẩm số 267 đường Quang Trung – quận Hà Đông – thành

phố Hà Nội’’. Thì tôi hi vọng có thể đáp ứng được phần nào yêu cầu trên.

2. Mục tiêu - ý nghĩa của đề tài.

2.1. Muc tiêu.

Đánh giá hiện trạng về nước thải đã được áp dụng vào các công

đoạn sản xuất bia tại công ty.

Đề suất một số biện pháp nhằm giảm thiểu và xử lý tôt nguồn nước

thải của công ty.

2.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.

2.2.1. Ý nghĩa khoa học.

Kết quả của đề tài là tài liệu tham khảo cho nghiên cứu tiếp theo về

việc xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học.

2.2.2. Ý nghĩa thực tiễn.

Giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường do các dòng thải của

nhà máy bia thải ra nguồn nước tiếp nhận



Với việc áp dụng thành công công nghệ sinh học vào quá trình xử

lý nước thải nhà máy bia thì sẽ không gây ô nhiễm môi trường và có thể

giảm được chi phí đáng kể cho quá trình xử lý nước thải nhà máy bia.

2.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.

2.3.1. Đối tượng.

Nguồn nước thải của công ty cổ phần liên hợp thực phẩm số 267

đường Quang Trung – quận Hà Đông – thành phố Hà Nội.

2.3.2. Phạm vi nghiên cứu.

Địa điểm: Công ty cổ phần liên hợp thực phẩm số 267 đường

Quang Trung – quận Hà Đông – thành phố Hà Nội.

Thời gian: Từ 23/02/2011 đến 22/05/2011.



Chương 1: Tổng quan tài liệuCông nghệ sản suất bia của nhà máy.

Nguyên liệu cho sản xuất bia.

Bia là một loại đồ uống có độ rượu nhẹ (có ga hàm lượng rượu

khoảng 3–6%, hàm lượng CO2 khoảng 3 – 4 g/lit, có bọt mịn xốp, hương

thơm đặc trưng) được sản xuất bằng quá trình lên men của đường lơ lửng

trong môi trường lỏng. Ngoài ra trong bia còn có chất tan, các axit hữu cơ,

chất khoáng và một số vitamin.

Nguyên liệu chính.

Nguyên liệu chính cho sản xuất bia bao gồm: Malt đại mạch, gạo tẻ,

hoa houbon, nấm men và nước. Hiện ngoài gạo tẻ thì các nguyện liệu này

đều phải nhập ngoại.

Nước: là thành phần chính của bia (chiếm từ 80 – 90%) nên nguồn

nước và các đặc trưng của nó ảnh hưởng rất lớn tới các đặc trưng của bia.

Nước dùng cho sản xuất bia phải là nước đã được xử lý tiêu chuẩn.

Sản xuất bia là ngành sử dụng nhiều nước với những mục đích

khác nhau: Nước là nguyên liệu, nước rửa thiết bị, bao bì, vệ sinh nhà

xưởng, nước để sản xuất bia.

Malt đại mạch

+ Là nguyên liệu chính không thể thay thế trong sản xuất bia.

+ là hạt đại mạch được nảy mần trong điều kiện nhân tạo, trong

quá trình nảy mầm, một lượnh lớn các enzym hình thành và tích tụ trong

đại mạch. Các enzym này là tác nhân phân giải các hợp chất gluxit,

protein trong malt thành nguyên liệu cho nấm mem sử dụng phát triển

sinh khối làm tăng nồng độ cồn và lượng nhỏ đường sót lại tạo hương vị

trong bia, tạo độ sánh trong bia.

Gạo tẻ: Gạo có thành phần hóa học cơ bản giống Malt đại mạch. Vì

vậy để hạ giá thành sản phẩm thì nhà sản xuất thường dùng gạo tẻ làm

nguyên liệu thay thế, tỷ lệ gạo trong sản xuất bia khoảng 30%



Hoa houblon: Là nguyên liệu cơ bản đứng vị trí thứ 2 sau malt đại

mạch. Hoa houblon chứa các chất thơm, các chất đắng đặc trưng. Nhờ đó

mà bia có vị đắng dịu, hương thơm, bọt lâu tan…

Nấm mem: Nấm mem sử dụng trong công nghiệp sản xuất bia là

loại nấm đơn bào thuộc chủng Saccharomycer carlsbergensis có độ thuần

khiết cao, tỷ lệ chết 7%

Nguyên liệu phụ.

Ngoài các nguyên liệu chính, công nghệ sản xuất bia của nhà máy

còn sử dụng các nguyên liệu phụ

Chất trợ lọc Diatomit nhằm nâng cao độ bền sinh học, hóa học,

phục vụ cho các yêu cầu kỹ thuật cần thiết khác trong công nghệ sản xuất

bia.

Các tác nhân, lạnh NH3, glycol sử dụng tron máy nén.

Để sản xuất bia các nhiên liệu và năng lượng

Nhiên kiệu được sử dụng là than đá dùng để đốt lò hơi. Cung cấp

cho quá trình sản xuất

Điện để vận hành thiết bị, dùng cho sinh hoạt…

Quy trình công nghệ sản xuất bia

Các công đoạn chính của công nghệ sản xuất bia được mô tả tóm

tắt trong sơ đồ (hình 1.1)



1.1.2.1 Các công đoạn chính

a, Xay nguyên liệu

Gạo và malt qua cân tự động sau đó được nghiền nhỏ rồi được

chuyển sang nồi nấu

b, Nấu, đường hóa.

Bột gạo sau khi xay xong được trộn với nước mềm và đưa vào nồi

nấu khuấy đều, đun hỗn hợp lên khoảng 50oC sau đó bổ xung khoảng 5%

lượng malt nhằn cung cấp enzym phục vụ cho quá trình đường hóa. Nâng

Malt đại mạch NghiềnNguyên liệu thay thế

(gạo)

Bột malt

Đường hóa

Nghiền

Nước nấu

Hồ hóa nấu

Lọc đường enzym

Bã malt

Rửa bã Nước rửa

Tách bã hoa

Nấu dịch đường

Nước nấu

Bã hoa

Làm nguội dịch

Xử lý dịch

Men sữa

Chất đục

Men giống

Lên men chính

Bã malt

t/ă chăn nuôi



nhiệt độ lên 85oC dừng 10 phút rồi nâng nhiệt độ lên 100oC, đun sôi trong

25 phút để cháo chín. Toàn bộ lượng malt còn lại được trộn với nước đưa

vào nồi nấu, luc này cháo bên nồi vừa chín, bơm từ từ khối dịch cháo

sang nồi malt, nhiệt độ trong nồi đạt 65oC, giữ nhiệt độ này trong 60phút.

Sau đó nâng nhiệt độ lên 76oC, giữ nhiệt độ này trong 5 phút, đây là nhiệt

độ tối ưu cho quá trình tạo ra dextrin. Kết thúc quá trình này dịch đường

được bơm sang nồi lọc

c, Lọc dịch đường

Mục đích của quá trình là lọc bã malt, tách pha lỏng ra khỏi hỗn

hợp để tiếp tục đưa sang các quá trình sau. Quá trình lọc gồm 2 bước:

Lọc dịch đường thu nước nha đầu

Dùng nước nóng rửa bã để thu nước nha cuối

d, Nấu hoa bia

Sau khi lọc xong dich đường được đưa sang nồi nấu với hoa

houblon để tạo hương vị đặc trưng cho bia, nhiệt độ trong nồi nấu luôn

giữ ở 100oC

e, Tách bã và làm lạnh dịch đường

Dịch đường sau khi nấu xong được đưa sang thiết bị lắng xoáy đấy

tách bã hoa, sau đó được làm lạnh tới 16oC, bổ sung khí O2 để khử trùng

rồi đưa sang thiết bị lên men.

g, Lên men chính, phụ

Đây là công đoạn quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất bia,

quá trình lên men nhờ tác dụng của men giống để chuyển hóa đường

thành alcol etylic và khí cacbonic

MenC2H12O6 2 C2H5OH + 2CO2

Quá trình lên men gồm 2 giai đoạn:

- Lên men chính: diễn ra trong khoảng 7 – 8 ngày, kết thúc quá

trình này nhiệt độ hạ xuống còn 4oC, và thu hồi nấm men.



- Lên men phụ: Quá trình này diễn ra chậm, thời gian từ 6 – 8 ngày,

nhiệt độ lên men từ 2 : 4oC

h, Lọc bia

Bia được làm trong nhờ quá trình lọc trên máy lọc ống với chất trợ

lọc là bột diatomit

i, Đóng gói

Bia thành phẩm của nhà máy sau khi đạt các chỉ tiêu được chuyển

sang phân xưởng để triết chai, lon hay keg.

1.1.2.2. Tiêu tốn nguyên liệu cho 1 lít bia thành phẩm.

STT Tên nguyên liệu,

nhiên liệu

Đặc tính Đơn vị

tính

Số

lượng

1 Gạo và malt 10 – 12

% ẩm

kg 171,4

2 Hoa houblon hoa kg 0,86

3 Nước m3 8 – 9

4 NaOH kg 2,86

5 P3+ Reecon +

Disoree

kg 0,357

6 Oxonia kg 0,143

7 Advantage plus kg 0,143

8 Chất trợ lọc Diatomit kg 1,429

9 Than đá kg 80 – 90

10 Hơi Tấn 2,143

Hiện trang môi trường của nhà máy bia.

Sơ đồ công nghệ ... dòng thải trong quá trình sản xuất của nhà máy

được mô tả trong sơ đồ (hình 1.2)

Công nghệ sản xuất bia sinh ra 3 nguồn thải là khí thải, chất thải

rắn, và nước thải.



Khí thải.

Khí CO2 sinh ra trong quá trình lên men được thu hồi đưa vào máy

nén để tái sử dụng làm bão hòa CO2 trong bia, phần dư được đóng vào

các bình chứa và bán ra thị trường.

Các khí thải sinh ra từ khu vực lò hơi. Trong nhà máy sử dụng than

đá để làm nguyên liệu đốt nên các khí thải nên các khí thải sinh ra từ lò

đốt gồm: SOx, COx, NOx, và CO2, CO... các khí này được pha loãng nhờ

ống khói có độ cao khá lớn, ít gây ô nhiễm và ảnh hưởng tới khu vực

xung quanh.

Các khí NH3, glycol, có thể sinh ra khi hệ thống máy làm lạnh bị rò

rỉ. Hơi nước từ các ống bị rò rỉ trong các nồi nấu.

Chất thải rắn.

- Các bụi nguyên liệu từ khâu xay, nghiền được hút vào cyclon và

tái sử dụng đưa vào nồi nấu.

- Bã bia, bã hoa: Được thu gom và chứa ở các cyclon sau đó bán

cho nhân dân để nuôi cá hoặc làm thức ăn chăn nuôi.

- Men bia được làm sạch và được đưa vào bình chứa để sử dụng

cho các lần sau. Men bia được ép khô và bán.

-Bao bì plastic, giấy hỏng được bán được bán cho các cơ sở tái chế

- Đối với các loại chất thải rắn như rác sinh hoạt được tập trung lại

một chỗ trong khu vực nhà máy, hàng ngày nhờ công ty môi trường vận

chuyển đến bãi rác chung của thành phố.

- Nhà máy còn sử dụng than đá làm nguyên liệu để đốt... còn có xỉ

than đá, ta có thể gom dồn lại đổ lên nền những nơi trũng trong công ty.

1.2.3. Nước thải

Công nghệ sản xuất bia là công nghệ gián đoạn, lại phụ thuộc

nhiều vào mùa vụ, thời tiết trong năm. Vì vậy, lượng nước thải của nhà

máy bia nhìn chung dao động theo thời gian trong ngày, một trong những



yếu tố biến động liều lượng nước thải là thời điểm rửa nhà xưởng, thiết bị

sản xuất.

Và để xử lý tôt nguồn nước thải của quá trình sản xuất cần biết

được chính xác lưu lượng đặc tính của nước thải để có biện pháp xử lý

thích hợp cho tờng dòng thải. Có thể phân ra các luồng nước thải như sau:

- Dòng thải 1: Nước do ngưng tụ, nước làm lạnh, dòng thải này

thường ít và ít gây ô nhiễm nên có thể thải trực tiếp hoặc xử lý sơ bộ (làm

thoáng để hạ nhiệt độ) để tái sử dụng. Đây là nguồn nước tương đối sạch

chiếm khoảng 30% so với tổng lượng nước thải.

- Dòng thỉa 2: Nước thỉa có chứa dầu mỡ do rửa các thiết bị máy

móc cơ khí, dòng thải này có lưu lượng nhỏ có thể xử lý bằng cách nhập

về bể phân ly có kết cấu đặc biệt để tách dầu. Dòng thải này không cần

xử lý nếu quá trình tách dầu đảm bảo hàm lượng dầu có trong nước

thảinhỏ hơn tiêu chuẩn cho phép.

- Dòng thải 3: Nước dùng để rửa thiết bị nấu, lên men, thùng chứa

nước thải, nhà xưởng này chứa nhiều hydrocacbon, xenluloza, pentoza,

protein, các chất khoáng... Dòng thải này chiếm một lượng lớn và là

nguồn gây ô nhiễm chính cần xử lý. Dòng thải này còn bao gồm nước

thải từ quá trình vệ sinh, khử trùng thiết bị rửa chai, keg chứa. Nước thải

loại này có chứa các dung dịch khử trùng như H2O, đặc biệt có độ pH cao

do chứa dung dịch axit trong công đoạn rửa chai.

Nhìn chung nước thải trong các công đoạn sản xuất có chứa nhiều

các chất hữu cơ với nồng độ cao các hợp chất hydrocacbon, protein, axit

hữu cơ, dung dịch xút (NaOH), các chất tẩy rửa như nước Javen (với

nồng độ thấp).

- Dòng thải 4: Nước thải sinh hoạt, nước mưa, nước thải bộ phận

xử lý nước ngầm. Dòng thải này không lớn, nước sinh hoạt được xử lý

qua hệ thống bể phốt. Còn nước mưa thải trực tiếp qua đường nước mưa

có qua thanh chắn cát.



Các nguồn nước thải của sản xuất bia và đặc trưng[6]

Nguồn phát sinh Thành phần nước

thải

Đặc trưng

Nấu, đường hóa Bã hạt, đường BOD, SS

Lắng, tách bã Protein, đường BOD

Lên men Nấm men, bia,

protein

BOD

Lọc Diatomit, nấm men,

bia

SS, BOD

Rửa bao bì Bia, xút, nhãn chai pH cao, COD,BOD,

SS

Trong sản xuất bia, công nghệ ít thay đổi từ nhà máy này sang nhà

máy khác, sự khác nhau có thể chỉ là sử dụng phương pháp lên men nổi

hay chìm. Nhưng sự khác nhau cơ bản là vấn đề sử dụng nước cho quá

trình rửa chai, lon, máy móc thiết bị, sàn nhà… Điều đó dẫn đến tải lượng

nước thải và hàm lượng các chất ô nhiễm của nhà máy bia rất khác nhau.

Ở các nhà máy biacó biện pháp tuần hoàn nước và công nghệ rửa tiết

kiệm nước thì lượng nước thấp, như ở CHLB Đức[12], nước sử dụng và

nước thải trong các nhà máy bia như sau:

Định mức nước cấp: 4 – 8 m3/1000lit bia, tải lượng nước thải 2,5–

6 m3/1000 lit bia.

Tải trọng BOD5: 3 – 6 kg/1000 lit bia.

Tỷ trọng BOD5: COD= 0,55:0,7

Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải như sau:

BOD5= 1100 đến 1500mg/l;

COD= 1800 đến 3000 mg/l

Tổng nitơ: 30 đến 100 mg/l

Tổng photpho: 10 đến 30mg/l



Với các biện pháp sử dụng nước hiệu quả nhất thì định mức nước

thải của nhà máy bia không thể thấp hơn 2 đến 3m3 cho 1000 lit bia sản

phẩm. Trung bình lượng nước thải ở nhiều nhà máy bia lớn 10 – 20 lần

lượng bia sản phẩm.

Rosen winkel đã đưa ra kết quả phân tích đặc tính nước thải của

một số nhà máy bia như ở bảng 1.2.3

Bảng 1.2.3. Đặc tính nước thải của một số nhà máy bia

Thông số Đơn vị Nhà máy I Nhà

máy II

Nhà

máy

IIITừ…đến... Trung

bình

pH - 5.7 -

11.7

- -

BOD5 mg/l 185 -

2400

1220 775 1622

COD mg/l 310 -

3500

1909 1220 2944

Nitơ tổng mg/l 48 -

348

79.2 19.2 -

P tổng mg/l 1.4 –

9.09

4.3 7.6 -

Chất không

tan

mg/l 158 -

1530

634 - -

Tải lượng

nước thải

m3/1000

lit bia

- 3.2 - -

Tải trọng ô

nhiễm

Kg

BOD5/10

00 lít bia

- 3.5

Lưu lượng dòng thải và đặc tính dòng thải trong công nghệ sản

xuất bia còn biến đổi theo chu kỳ và mùa sản xuất.



Cân bằng nước.

Định mức nước cấp đối với nhà máy bia 8m3 /1000 lít bia

Trong công nghệ sản xuất bia, nước được dùng vào cho các công

đoạn với tỷ lệ như sau:

Nước trong các công đoạn Tỷ lệ(%)

- Nước trong sản phẩm bia (V1) 10

- Nước trong sản xuất hơi (V2) 10

- Nước làm lạnh (V3) 15

- Nước rửa chai, rửa sàn, thiết bị (V4) 35

- Nước dùng cho các mục đích khác (V5) 30

Lượng nước sử dụng trong các công đoạn:

V1 = 10% x 8 = 0,8 m3

V2 = 10% x 8 = 0,8 m3

V3 = 15% x 8 = 1,2 m3

V4 = 35% x 8 = 2,5 m3

V5 = 30% x 8 = 2,4 m3

Ta có thể phân loại lượng nước như sau:

Nước đi vào sản phẩm Vsp

Nước tuần hoàn Vth

Nước thải Vthải

Nước thất thóat Vtt

Lượng nước tuần hoàn Vth chính là lượng nước làm lạnh Vth = V3

= 1,2 m3

Lượng nước đi vào sản phẩm bao gồm lượng nước hòa trộn ban

đầu và lượng nươc dùng để nấu, nếu bỏ qua thể tích hơi nước ta có:

Vsp = V1 = 0,8 m3

Lượng nước dùng để sản xuất bia dùng cho các công đoạn nấu, rửa

chai hay thanh trùng, lượng nươc này chiếm khoảng 50% nước dùng để

sản xuất hơi còn lại là thất thoát hay đi vào trong sản phẩm bia.



Vtt= 0,5 x 0,8 = 0,4 m3

Ta có tổng lượng nước cấp Vcấp = Vsp + Vth+ Vtt+ Vthải

Vthải = Vcấp - Vsp - Vth - Vtt

= 8 – 0,8 – 1 ,2 – 0,4 = 5,6 m3

Như vậy định mức nước thải là 5,6 m3/1000 lít bia

Định mức nước thải

Dựa vào biểu đồ phân bố băng suất của nhà mấy co thể thấy trong

5 tháng từ tháng 5 – 10 nhà máy sản suất đạt 80% năng suất cả năm.

Sản lượng bia trong 5 tháng hè đạt 80% = 9,6 triệu lít

Sản lượng bia trong 1 thánh là 9,6/5 = 1,92 triệu lít

Giả sử 1 tháng nhà máy sản xuất 27 ngày liên tục

Năng suất trong1 ngày là

192000 : 27 = 7000 lít/ngày

Với định mức nước thải là 5,6 m3/1000 lít bia

định mức nước thải trong ngày của nhà máy:

7 x 5,6 = 39,2 (m3/ngày)

Sơ đồ

Các biện pháp ngăn ngừa và giảm thiểu nước thải

Để giảm lượng nước thải và các chất gây ô nhiễm nước thải trong

công nghệ sản xuát bia, thì ra cần tham dò và nghiên cứu các khả năng

sau:

Phân luồng các dòng thải để có thể tuần hoàn xử dụng các dòng ít

chất ô nhiễm như nước làm lạnh, nước nhưng cho quá trình rửa thiế bị,

sàn, chai..

sử dụng các thiết bị rửa cao cấp như súng phun tia hoặc rửa khô để

giảm lượng nước rửa.

Hạn chế rơi vãi nguyên liệu, men, hoa houblon và thu gom kịp thời

bã men, bã malt, bã hoa và bã lọc để hạn chế ô nhiễm trong dòng nước

rửa sàn.



Do đặc tính nước thải của công nghệ sản xuất bia có chứa hàm

lượng các chất hữu cơ cao ở trạng thái hòa tan. Và trạng thái lơ lửng

trong đó chủ yếu là hydratcacbon, protein và các axit hữu cơ là các chất

có khả năng phân hủy sinh học. Tỷ lệ giữa trọng BOD5 và COD nằm

trong khoảng từ 0,05 – 0,7, thích hợp với phương pháp xử lý sinh học.

Nếu trong quá trình xử lý thiếu các chất dinh dưỡng như nito và

phôtpho cho quá trình phát triển của vi sinh vật, cần phải có bổ xung kịp

thời .

Nước thải trước khi đưa vào xử lý sinh học cần qua sàng, lọc, để

tách các tạp chất thô như giấy nhãn, nút bấc và các loại hạt rắn khác. Đối

với dòng thải rắn khác. Đối với dòng thải rửa chai có giá trị pH cao cần

được trung hòa bằng khí CO2 của quá trình lên men hay bằng khí thải nồi

hơi

Định nghĩa nước thải và đặc tính của nước thải.

1.4.1. Định nghĩa nước thải.

Theo tiêu chuẩn Việt Nam 1980 – 1995 và Iso 6107/1 – 1980:

nước thải là nước đã được thải ra sau khi đã sử dụng hoặc được tạo ra

trong một quá trình công nghệ và không còn giá trị trực tiếp đối với quá

trình đó.

Người ta còn định nghĩa: ‘‘Nước thỉa là chất lỏng được thải ra sau

quá trình sử dụng của con người và đã dị thay đổi so với tính chất ban đầu

của chúng’’

1.4.2. Đặc tính của nước thải.

Để quản lý chất lượng môi trường nước được tốt, cũng như lựa

chọn công nghệ và thiết bị xử lý thích hợp thì cần hiểu rõ bản chất của

nước thải về tính chất vật lý, thành phần hóa học và sinh học cùng nguồn

gốc phát sinh của chúng.

A. Các chỉ tiêu vật lý

Độ đục:



Nước nguyên chất là một môi trường trong suốt và có khả năng

truyền ánh sáng tốt, nhưng khi nước có độ đục cao, nhưng khi nước có độ

đục cao, trong nước có các tạp chất huyền phù, rắn lơ lửng, các vi sinh

vật và cả các hóa chất hòa tan thì khả năng truyền ánh sáng của nước

giảm.

Màu sắc

Nước nguyên chất không màu, nước có màu là do các chất bẩn hòa

tan trong nước tạo nên,

Ví dụ: Các hợp chất sắt không hòa tan làm cho nước có màu nâu

đỏ, các chất mùn humic làm cho nước có màu nâu vàng, các loài thủy

sinh tạo cho nước có màu xanh lá cây… Nước thải sinh hoạt và nước thải

công nghiệp thường tạo ra màu xám hoặc đen cho nguồn nước.

Màu thường gặp trong nước là màu vàng hoặc nâu, những màu đó

thường do các chất hòa tan trong nước gây nên. Các chất hữu cơ gây màu

trong nước thường có nguồn gốc từ thực vật sống trong nước, các chất

bào mòn từ đất đai, nước thải sinh hoạt và công nghiệp.

Mùi.

Các chất khí và các chất hòa tan trong nước làm cho nước có mùi.

Nước thiên nhiên có thể có mùi đất, mùi tanh, mùi thối hoặc mùi đặc

trưng của các hóa chất hòa tan trong nó như: clo, mùi amoniac, mùi

sunfuahidro… Mùi của nước thải chủ yếu là do sự phân hủy các hợp chất

hữu cơ trong thành phần của nguyên tố N, P và S. Xác của các vi sinh vật,

thực vật có protein là các hợp chất hữu cơ điển hình tạo bỏ các nguyên tố

N, P và S nên khi thối rữa đã bốc mùi rất mạnh.

Ví dụ. Các mùi khai của amoniac (NH3), tanh là các amin R3N,

R2NH - ,phophin (PH3), mùi trương thối là khí H3S. Đặc biệt chất chỉ cần

1 lượng rất ít có mùi rất thối, bám dính rất dai là các hợp chất Indol và

Scatol được sinh ra từ sự phân hủy của các amoniac axit… như sự phân

hủy của axit amin Trytophan



Cặn lơ lửng SS (Suspended Solid) gồm những chất rắn vô cơ (các

muối hòa tan, chất không tan như huyền phù, đất cát…) chất rắn hữu cơ

(vi sinh vật, vi khuẩn, động vật nguyên sinh, tảo, chất thải công nghiệp).

Cặn lơ lửng SS, là phần trọng lượng khô tính bằng miligam của

phần còn lại, trên giấy lọc khi lọc 11 mẫu nước qua phễu, sấy khô ở

1030C – 1050C tới khi có trọng lượng không đổi, đơn vị là mg/l

b. Các chỉ tiêu hóa học.

Nhu cầu oxy hóa học[COD] (Chemical Oxygen Demand)

Chỉ số COD là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa hóa học

toàn bộ các chất hữu cơ có trong mẫu nước thành CO2 và H2O (gồm cả

các chất hữu cơ hòa tan và không hóa tan)

COD là một đại lượng dùng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn

của nguồn nước.

Đơn vị tính mgO2/l

COD càng lớn càng khó khăn cho quá trình xử lý nước.

Chỉ số này được dùng rộng rãi, đặc trưng cho hàm lượng chất hữu

cơ của nước thải và sự ô nhiễm của nước tự nhiên.

Ý nghĩa của chỉ số COD

Chỉ số COD xác định được toàn bộ chất hữu cơ (kể cả nhóm vô cơ

có tính khử) có trong nước bị oxy hóa bằng tác nhân hóa học.

COD chỉ xác định được các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học .

Chất hữu cơ bị oxy hóa bằng vi sinh vật có trong nước. Do vậy, chỉ số

COD luôn lớn hơn BOD, tỷ số này COD/ BOD > 1. Khi tỷ số này càng

cao, đặc biệt 3,4,5… thì trong nước bị ô nhiễm các chất độc sẽ kìm hãm

vi sinh vật phát triển hoặc làm chết vi sinh vật, khi đó chỉ số BOD rất

thấp có khi 0 (do vậy không thể suy từ COD BOD) và ngược lại ở

một số trường hợp.

Ở một số loại nước thải như nước thải sinh hoạt, nước thải công

nghiệp thực phẩm và một số ngành khác… thì có thể xác định qua thực



nghiệm, có hệ số chuyển đổi từ COD sang BOD và ngược lại. Vì vậy có

thể sử dụng giá trị của phép đo COD là chỉ số chất hữu cơ bị phân hủy

trong quá trình xử lý nước thải.

Nhu cầu oxy sinh học [BOD]. (Biological oxygen Demand)

Là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ hòa tan có trong

nước bằng vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) hoại sinh, hiếu khí.

Trong môi trường nước, khi quá trình oxy hóa sinh học xảy ra thì

các vi khuẩn sử dụng ôxy hòa tan. Phản ứng xảy ra như sau:

Chất hữu cơ + O2 CO2 + H2O

- Quá trình này phụ thuộc vào thời gian (dài hơn 20 ngày) và vào

bản chất của chất hữu cơ, phụ tthuộc vào chủng loại vi sinh vật, nhiệt độ,

nguồn nước, cũng như một số chất độc hại trong nước.

- Thường 70% nhu cầu oxy được sử dụng trong 5 ngày đầu, 20%

oxy được sử dụng trong 5 ngày tiếp theo, 99% ở ngày thứ 20 và 100% ở

ngày thứ 21

Thông thường BOD5 /COD = 0,5 – 0,7

Ý nghĩa

Tính được gần đúng lượng oxy cần thiết oxy hóa các chất hữu cơ

trong nước thải

Làm cơ số để tính toán kích thước các bể xử lý nước.

Xác định hiệu suất xử lý của một quy trình.

Đánh giá được chất lượng nước sau xử lý được phép thải vào các

nguồn nước.

Là một chỉ tiêu để xác định mức độ ô nhiễm nước thải (nước thải

công nghiệp) giá trị BOD càng lớn thì mức độ ô nhiễm càng cao. Trong

nước thải có nhiều chất hữu cơ hòa tan cho vi sinh vật sử dụng phân hủy

Hợp chất nitơ (N)



Các hợp chất chứa nito ở trong nước thải thường là các hợp chất

protit và các sản phẩm phân hủy amon, Nitrat, Nitrit… có vai trò trong xử

lý nước thải bằng phương pNháp sinh học vì:

+ Trong nước thải cần thiết có một lượng N2 thích hợp, thể hiện

qua mối BOD5 – N – P, do đó ảnh hưởng tới sự hình thành và khr năng

oxy hóa bùn hoạt tính là ( 100 : 5 : 1 hoặc 200 : 10 : 2)

Ý nghĩa

Xác định hàm lượng N2 trong nước để đánh giá được mức độ ô

nhiễm nước thải, các giai đoạn phân hủy chất hữu cơ trong nước thải.

Xác định hàm lượng N2 trong nước cũng để đánh giá mức độ thừa

thiếu N2 để cung cấp sự phát triển vi sinh vật.

Các hợp chất photphat.

Khi nguồn nước bị nhiễm bẩn phân rác và các hợp chất hữu cơ quá

trình phân hủy giải phóng ion PO42-. Sản phẩm của quá trình có thể tồn tại

ở dạng H2PO4-, HPO42-, PO43-, Na3(PO4) ….và photphat hữu cơ, đây là

nguồn cung cấp dinh dưỡng photpho cho thực vật sống dưới nước phát

triển ( tảo, rêu…)làm thúc đẩy hiện tượng phì dưỡng, ô nhiễm nước.

+ Ý nghĩa

Xác định được hàm lượng photphođể xác lập tỷ số giữa P và N có

ý nghĩa trong việc lựa chọn phương pháp xử lý nước thích hợp cho quá

trình xử lý( phương pháp kỹ thuât bùn họat tính)

Độ pH của nước

Trong môi trường riêng của mình, một phần xác phân tử nước phân

ly theo phản ứng sau:

H2O H+ + OH-

Nồng độ các ion H+ và OH- là các đại lượng biểu thị tính axit và

tính kiềm của nước.

Tính chất của nước được xác định theo giá trị khác nhau của pH,

khi:



+ Khi pH = 7 nước trung tính

+ Khi pH > 7 nước có tính kiềm

+ Khi pH < 7 nước có tính axit

Ta có thể xác định giá trị pH của nước bằng giấy quỳ, dụng cụ đo

pH…

ý nghĩa

Nếu ta xác định được độ pH trong các quy trình lý hóa ( như trong

quy trình xử lý băng phương pháp hóa học) thì sẽ đạt hiệu quả tối ưu và

có thể giảm được chi phí xử lý.

c. Các chỉ tiêu về vi sinh.

Trong nước thải luôn có sẵn một lượng vi sinh vật được nhiễm từ

các nguồn khác nhau (trong nước thải sinh hoạt, nước thải chăn nuôi, rửa

chuồng trại…). Để đán giá mức độ nhiễm bẩn bởi vi khuẩn, người ta

đánh giá qua một loại vi khuẩn đường ruột hình đũa điển hình có tên là

E.coli, E.coli phát triển nhanh ở môi trường Glucoza 0,5%, Clorua amoni

0,1%, Glucoza dùng làm nguồn năng lượng và cung cấp nguồn cacbon,

clorua amoni dùng làm nguồn nito, khi có mặt nó trong môi trường sẽ có

mặt các vi khuẩn gây bệnh khác. Bình thường khi bị dung giải, mỗi E.coli

giải phóng 150 virus. Trong 1ml nước thải chứa tới 1000.000 con vi trùng

E.coli. Ngoài vi khuẩn ra, trong nước thải còn có các loại nấm men, nấm

mốc, rong tảo và một số loại thủy sinh khác… chúng làm cho nước thải

nhiễm vi sinh vật.

1.4.3. Các phương pháp sử lý nước thải

Có nhiều phương pháp xử lý nước thải trong đó có 4phương pháp

chính là[2]: phương pháp cơ học, hóa lý, hóahọc và sinh học. Việc áp

dụng phương pháp nào cho phù hợp tuỳ thuộc vào đặc tính của dòng thải

tính chất nước thải và mức độ cần làm sạch.



Phương pháp cơ học: Để loại các hạt lơ lửng ra khỏi nước thải

thường sử dụng các quá trình thủy cơ như lọc qua song chắn, lưới lọc, ly

tâm, lắng và lọc.

Phương pháp hóa lý: Là các quá trình đông, keo tụ, tuyển nổi hấp

thụ, trao đổi ion… Phương pháp này thường được sử dụng để tách những

hạt rắn ở dạng keo, các chất hoạt động bề mặt, kim loại nặng trong nước

hay để làm sạch triệt để nước thải sau khi xử lý sinh học.

Phương pháp hóa học: Dùng các tác nhân hóa học để sử lý nước

thải bằng quá trình trung hòa, oxy hóa khử. Tất cả các phương pháp này

đều dùng tác nhân hoấ học nên đều là phương pháp gây ô nhiễm thứ cấp.

Người ta sử dụng phương pháp hóa học để khử các chất hòa tan và trong

các hệ thống cấp nước khép kín. Đôi khi phương pháp này dùng để xử lý

sơ bộ trước khi xử lý sinh học hay sau công đoạn này là phương pháp xử

lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn nước.

Phương pháp sinh học: Phương pháp này được sử dụng nhiều trong

xử lý nước thải, đặc biệt đối với nước thải có chứa các chất hữu cơ. Xử lý

nước thải bằng phương pháp sinh học dựa trên hoạt động sống của các vi

sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh; có trong nước thải. Quá

trình hoạt động của chúng cho kết quả là các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn

được khoáng hóa, trở thành những chất vô cơ, các chất khí đơn giản và

nhiều nước.

Vi sinh vật có trong nước thải sử dụng các hợp chất hữu cơ và một

số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng. Quá trình

dinh dưỡng làm cho chúng sinh sản phát triển nhanh tăng số lượng tế bào

(tăng sinh khối) đồng thời làm sạch (có thể là gần như hoàn toàn) các chất

hữu cơ hòa tan hoặc các hạt keo phân tán nhỏ. Do vậy, trong xử lý sinh

học, người ta phải loại bỏ các tạp chất thô ra khỏi nước thải trong các

công đoạn sử lý trước đó. Đối với các tạp chất vô cơ có trong nước thải

thì phương pháp xử lý sinh học có thể khử các chất sunfit, muối amon,



nitrat… các chất chưa bị oxy hóa hoàn toàn. Sản phẩm của các quá trình

phân hủy này là khí CO2, nước, khí N2, ion sunfat…

Điều kiện của nước thải có thể xử lý sinh học

Để cho quá trình chuyển hóa vi sinh vật xảy ra được thì vi sinh vật

phải tồn tại được trong môi trường xử lý

Muốn vậy phải thỏa mãn các điều kiện sau:

+ Nước thải không có chất độc với vi sinh vật như các kim loại

nặng, dẫn suất phenol và cyanua, các chất thuộc loại thuốc trừ sâu và diệt

cỏ hoặc nước thải không có hàm lượng axít hoặc kiềm quá cao, không

được chứa dầu mỡ

+ Trong nước thải hàm lượng các chất hữu cơ dễ phân hủy so với

các chất hữu cơ chung phải đủ lớn, điều này thể hiện qua tỷ lệ giá trị hàm

lượng BOD/COD …

Đối với nhà máy bia HaDo do tính chất nước thải nhà máy có tỷ lệ

BOD/COD cao, các chất hữu cơ chủ yếu ở dạng hòa tan nên phương pháp

thích hợp nhất là xử lý theo phương pháp sinh học.

Quá trình phân hủy các chất hữu cơ của các vi sinh vật chính là quá

trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ trong môi trường nước

Theo quan điểm hiện đai nhất cơ chế của quá trình oxy hóa sinh

hóa làm sạch nước thải bao gồm 3 giai đọan diễn ra với tốc độ khác nhau

nhưng có quan hệ chặt chẽ với nhau

Giai đoạn 1: Khuyếch tán chất hữu cơ từ nước thải tới bề mặt các

tế bào vi sinh vật. Tốc độ của giai đoạn này do quy luật khuyếch tán và

trạng thái thủy động của môi trường quyết định

Giai đoạn 2: Di chuyển các chất hữu cơđó từ bề mặt ngoài môi

trường qua màng bán thấm của tế bào do sự chênh lệch nồng độ các chất

bên trong và bên ngoài của tế bào

Giai đoạn 3: chuyển hóa sinh hóa các chất trong tế bào vi sinh vật

để tạo ra năng lượng, tổng hợp tế bào mới và có thể tạo ra các chất mới.



Phương pháp xử lý nước thải bằng oxy hóa sinh hóa có thể chia ra

làm 2 loại chính:

• Xử lý yếm khí: Bể UASB, bể lọc yếm khí, bể tự hoại, bể lắng 2

vỏ, hồ yếm khí, ổn định cặn trong môi trường yếm khí (bể metan)

• Xử lý hiéu khí: Bể Aeroten (….), bể lọc sinh học,hòa hiếu khí, hồ

oxy hóa, ổn định cặn trong môi trường hiếu khí

1.4.4. Các phương pháp xử lý nước thải bằng sinh học.

1.4.4.1. Các phương pháp yếm khí.

1.4.4.1.1. Cơ chế quá trình phân hủy yếm khí.

Quá trình này thực hiện nhờ các chủng vi sinh vật kị khí bắt buộc,

quá trình này thích hợp cho nước thải có hàm lượng chất lượng lớn từ

3000 – 10000 mg/l. Cơ chế phân giải yếm khí các chất hữu cơ bằng lên

men sinh khí gồm 3 giai đoạn [6]

Giai đoạn 1: Giai đoạn thủy phân

Dưới tác dụng của enzym Hydroza do các vi sinh vật tiết ra, các

hợp chất hữu cơ phức tạp như gluxit, lipit, protein,.. được phân giải thành

các chất hữu cơ đơn giản, dễ tan trong nước như: đường, peptit, glyxerin,

axit béo, axit amin…

Giai đoạn 2: Giai đoạn lên men các axit hữu cơ

Các sản phẩm trong quá trình thủy phân sẽ được phân giải yếm khí

tiếp tục tạo thành các axit hữu cơ có phân tử lượng nhỏ hơn như: axit

butyric, axit propionic, axit axetic, axit foomic, tiền đề cho sự tạo thành

khí metan

Ngoài ra sự lên men cũng tạo thành rượu, andehyt, các chất CO2,

H2, NH3, H2S...

Trong giai đoạn này COD, BOD giảm không đáng kể, tuy nhiên độ

pH của môi trường có thể giảm mạnh.

Giai đoạn 3: Giai đoạn sinh khí metan.



Dưới tác dụng của các vi sinh vật lên men metan, các axit hữu cơ

bị phân hóa tạo thành CH4, sự tạo thành CH4 có thể theo 2 phương thức

+ Do decorboxyl hóa axit

CH3 – COOH CH4 + CO2

+ Do khí CO2 trong chất nhường điện từ là H2 hoặc các chất hữu cơ khác

CO2 + 8H+ CH4 + 2H2O

Phương trình tổng quát biểu diễn quá trình lên men yếm khí

CaHbOc Nd + ( )

Các yếu tố chính ảnh hưởng đén quá trình lên men tạo biogas

Nhiệt độ:

Nhiệt độ là yếu tố điều tiết cường độ của quá trình. Nhiệt độ tối ưu

cho hình thành biogas là 35 – 370C. Nhiệt độ lớn hơn 370C vi khuẩn ưa

nhiệt hoạt động, tốc độ sinh khối tăng nhưng khả năng cầm khí giảm. Khi

nhiệt độ dưới 100C vi khuẩn tạo CH4 gần như không hoạt động.

Hàm lượng chất khô: Nguyên liệu nạp cho quá trình cần có hàm

lượng chất khô 7 – 10%

Có đủ các chất dinh dưỡng theo tỷ lệ COD : N : P = 350 : 5 : 1

- Tỷ số C/N: tỷ số C/N tối ưu cho quá trình là (25 : 30)/1

- Độ pH: pH tối ưu cho quá trình dao động trong phạm vi rất hẹp từ

6,5 – 7,5

Do lượng vi khuẩn tạo ra bao giờ cũng bị giảm, trước khi quan sát

hệ thống pH thay đổi, nên nếu không pH giảm thì cần ngừng nạp nguyên

liệu, vì nếu tiếp tục nạp nguyên liệu thì hàm lượng axit tăng lên có thể

làm cho vi khuẩn tạo CH4

Ngoài ra, còn phải kể đến ảnh hưởng của dòng vi khuẩn, thời gian

lưu, dòng thải không chứa các hóa chất độc như: các hợp chất halogen,

chất oxy hóa mạnh đăc biệt là các kim loại nặng như: Cu, Ni, Zn....

Một số phương pháp xử lý yếm khí thông dụng

Quá trình phân hủy yếm khí trong bể UASB

Vi sinh vật



Trong bể xảy ra đồng thời 2 quá trình: lọc cho nước thải qua tầng cặn lơ

lửng và lên men yếm khí nước thải. Thiết bị này thường sử dụng cho các

lọai nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao ( COD >/ 1500mg/l, BOD5

>/ 1000mg/l). Tuy vậy quá trình xử lý không triệt để, nước sau xử lý bằng

phương pháp này phải được xử lý tiếp bằng các phương pháp hiếu khí

khác.

Hình vẽ và cấu tạo của bê UASB được trình bày trong phần 3.1.2.

Quá trình trong bể tiêu hủy yếm khí

Có 2 loại bể tiêu hủy yếm khí (bể metan) được sử dụng chủ yếu là

bể tiêu chuẩn và bể cao tải, ở bể cao tải khối bùn được làm nóng và xáo

trộn. Thời gian lưu đối với bể cao tải thường từ 15 – 20 ngày. Ở bể tiêu

chuẩn khối bùn không được xáo trộn và làm nóng, ở đây kết hợp đồng

thời 2 quá trình lắng và phân hủy. Thời gian lưu của loại bể này tương đối

cao từ 30 – 90 ngày.

Phương pháp này thích hợp với xử lý bùn cặn từ các quá trình xử

lý sinh học

Hình vẽ

Nước thải đi vào bể được phân phối đều theo diện tích đáy bể.

Dòng nước từ dưới lên tiếp xuc với khối bùn lơ lửng ở dưới lớ lọc rồi tiếp

xúc với khối hạt lọc có vi khuẩn yếm khí dính bám. Chất hữu cơ hòa tan

trong nước thải được hấp thụ và phân hủy, bùn cặn bã được giữ lại trong

khe rỗng lớp lọc, sau thời gian 2 – 3 tháng xả bùn dư một lần

Nước đi qua lớp lọc được tách khí rồi chảy vào máng thu theo ống

dẫn đưa sang xử lý hiếu khí

1.4.4.2. Các phương pháp hiếu khí

1.4.4.2.1. Cơ chế quá trình phân hủy hiểu khí.

Buøn ñaõphaân huyû



Là quá trình sử dụng vi sinh vật để oxy hóa các hợp chất hữu cơ và

vô cơ chuyển hóa sinh học được, đồng thời chính các vi sinh vật sử dụng

một phần hữu cơ và năng lượng khai thác được từ quá trình oxy hóa để

tổng hợp lên sinh khối của chúng.

Phương pháp này thích hợp với nước thải có hàm lượng chất hữu

cơ hòa tan biến động từ 500 – 1000 mg/l

Các hợp chất hóa học trải qua nhiều phản ứng chuyển hóa khác

nhau trong nguyên sinh chất của tế bào. Phương trình tổng quan của các

phản ứng tổng của quá trình oxy hóa ở điều kiện hiếm khí có dạng như

sau:

CxHyOz N + ( x + y/4 + 2/3 + 3/4)O2 xCO2 + [(y -3)/2]H2O

+ NH3 + H (1)

CxHyOz N + NH3 + O2 [(y -3)/2] H2O + NH3 +

H (2)

Trong các phản ứng trên CxHyOz N là các chất hữu cơ của nước

thải, C5H7NO2 là công thức tỷ lệ trung bình các nguyên tố chính trong tế

bào vi sinh, H là năng lượng. Phản ứng (1) là phản ứng oxy hóa các chất

hữu cơ để đáp ứng nhu cầu năng lượng của tế bào. Lượng oxy trên đến

cho các phản ừng này là tổng BOD của nước thải.

Nếu tiếp tục tiến hành quá trình oxy hóa thì khí không đủ chất dinh

dưỡng quá trình chuyển hóa các chất của tế bào bắt đầu xảy ra bằng oxy

hóa chất liên tế bào( tự oxy hóa)

C5H7NO2+ 5O2 5CO2+ 2H2O + NH3+ H

NH3+ NO2 vsv NO2+ O2 vsv HNO3

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý.

vsv

vsv

vsv



- Nhiệt độ: Trong xử lý nước thiải bằng phương pháp sinh học, ảnh

hưởng của nhiệt độ tới tốc độ phản ứng giữ một vai trò quan trọng. Tốc

độ phản ứng sinh học sẽ tăng lên cực đại khi đạt nhiệt độ tối ưu ( khoảng

từ 25 – 320C) nhiệt độ trong quá trình xử lý khônh được dưới 60C và

không vượt quá 380C.

- Giá trị pH: Ảnh hưởng lớn đến quá trình tạo men trong tế bào và

quá trình hấp thụ các chất dinh dưỡng của tế bào. Thông thường hàm

lượng sinh khối biến động từ 500 – 3000 mg/l

- Nguồn dinh dưỡng: Hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng phụ

thuộc vào thành phần của nước thải và tỷ lệ giữa chúng cần phải được xác

định bằng thực nghiệm. Để tính toán sơ bộ ta thường lấy tỷ lệ BOD : N :

P = 100 : 5 : 1 tỷ lệ này chỉ đúng cho 3ngày đầu, còn khi quá trình xử lý

kéo dài để tránh giảm hiệu suất của bùn hoạt tính cần giảm tỷ lệ nito và

photpho trong nước thải. Khi quá trình xử lý kéo dài 20 ngày thì tỷ lệ

BOD : N : P cần giữ ở mức 200 : 5 : 1. trong quá trình xử lý , nếu thiếu

các chất dinh dưỡng sẽ kìm hãm và quấ trình oxy hóa, đồng thời các vi

khuẩn dạng sợi sẽ phát triển là nguyên nhân làm bùn bị phồng lên, khó

lắng, dễ bị cuốn ra khỏi hệ thống xử lý.

- Độ oxy hòa tan (DO): để oxy hóa các chất hữu cơcác vi sinh vật

cần có oxy và chúng chỉ có thể xưu dụng dưới dạng oxy hòa tan. Để đảm

bảo tốc độ oxy hóa DO trong bể oxy hóa cần đạt 4mg/l. Thiếu oxy cũng

là một trong những nguyên nhân làm bùn phồng lên do vi khuẩn dạng sợi

pát triển mạnh

- Tỷ số giữa chất dinh dưỡng với số vi sinh vật F/M: Tỷ số này

biểu hiện mối quan hệ của tải trọng xử lý BOD cao với thời gian thông

khí ngắn. Đây là một thông số quan trọng dùng tron g thiết kế bể Aroten

- Chỉ số thể tích bùn SVI: Đay là yếu tố cơ bản trong thiết kế SVI

thường năm trong khoảng 80 – 150 ml/g. Trong vận hành chỉ số SVI



được sử dụng làm chỉ thị về đặc tính lắng của bùn do đó ảnh hưởng tới

tốc độ tuần hoàn MLSS

Ngoài ra còn có các yếu tố ảnh hưởng khác như:

+ Nồng độ các chất độc không vượt quá tiêu chuẩn cho phép

+ Tỷ lệ BOD5/ COD nằm trong khoảng 0,5 – 0,7

+ Chủng vi sinh vật

1.4.4.2.2. Oxy hóa bằng cấp khí cưỡng bức.

lọc sinh học.

Bể sinh học là một thiết bị phản ứng sinh học trong đó các vi sinh

vật cố định có trên lớp vật liệu xốp, tạo màng. Khi nước thải được cấp khí

và tiếp xúc với màng sinh học, các chất hữu cơ gây ô nhĩêm bị oxy hóa

do vậy nước thải được làm sạch.

Bể Aroten

Arotenlà hệ thống xử lý bằng cấp khí nhân tạo, trong quá trình xử

lý các vi sinh vật sinh trưởng và phát triển ở dạng huyền phù. Quá trình

xử lý nước thái được thực hiện trong bể oxy hóa có cấp khí việc sục khí

đảm bảo 2yêu cầu:

+ Làm bão hòa oxy trong nước giúp vi sinh vật thực hiện quá trình

oxy hóa các chất hữu cơ.

+ duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng

Trong quá trình oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải, lượng

bùn hoạt tính tăng lên khi bùn dư. Một phần bùn dư được tuần hoàn trở

lại, phần khác đưa về bể xử lý bùn

Hiệu suất xử lý nước thải trong bể Aeroten và chất bùn họat tính

phụ thuộc vào thành phần và tính chất nước thải, điều kiện thủy động học,

các quá trình khuấy trộn, nhiệt độ, độ pH của nước thải, các chất dinh

dưỡng và các yếu tố khác.



Phương pháp này vận hành đơn giản, ổn định, an toàn, chi phí xây

dựng thấp. Do đó, trong những năn gần đây đã đượcxử ly rộng rãi ở nhiều

nước trên thế giới cũng như tại Việt Nam

Aeroten có nhiều loại, phạm vi ứng dụng rộng. Có thể phân loại

như sau:

Theo nguyên lý làm việc:

+ Bể Aeroten không tái sinh bùn.

+ Bể Aeroten tái sinh bùn.

Theo chế độ thủy động lực học

+Aeroten đẩy

+ Aeroten khuấy trộn

+ Aeroten trung gian

- Theo tải lượng bùn

+ Aeroten tải trọng cao

+ Aeroten tải trọng trung bình

+ Aeroten tải trọng thấp

- Theo sơ đồ công nghệ

+ Aeroten 1 bậc

+ Aeroten 2 bậc

+ Aeroten nhiều bậc

- theo chiều dẫn nước thải

+ Xuôi chiều

+ Ngược chiều

Môt số bể Aeroten thương được dùng[1]

Bể Aeroten truyền thống

Thông số kỹ thuật:

- Thời gian lưu nước thải 4 – 12 giờ

- Tuổi của bùn 5 – 15 ngày



- Tỷ số F/M 0.2 – 0.4 kg bùn BOD5/m3

MLSS

- Nồng độ MLSS 1500 – 3000 mg /l

- Tỷ lệ tuần hoàn bùn 25 – 75 %

- Tải trọng khối 0,3 – 0,6kg BOD5/m3

- Nồng độ BOD vào nhỏ hơn 400 mg/l

- Hiệu quả làm sạnh 85 – 95%

Bể Aeroten hoạt động theo bậc

Các thông số kỹ thật

- Thời gian lưu nước trong bể 3-5 giờ

- Tải trọng khoảng 0.5 – 0.9 kg BOD5 m3

/ngày

- Tuổi của bùn 5-15 ngày

- Lượng bùn hồi lưu 25 -75 ngày

Hiệu suất khử BOD5 khoảng 85 – 95 phút

Bể Aeroten ổn định tiếp xúc

Các thông số kỹ thuật

Thời gian lưu bùn trong bể ổn định 1.5- 5 giờ

Thời gian lưu nước trong bể tiếp xúc 20 – 40 phút

Lượng bùn hồi lưu 25 – 50 %

Lượng bùn trong bể ổn định 4000 -10000 mg/l

Lượng bùn trong bể tiếp xúc 1000 – 3000 mg/l

Tải trọng của hệ thống 0.5 -0.6 kg BOD5 m3/ ngày

Hiệu suất xử lý 80 – 90 %

Bể Aeroten làm thoáng kéo dài

Bể làm thoáng kéo dài được sử dụng cho các dòng thải có tải lượng

ônhiễm thấp, lưu lượng nước thải không lớn, diện tích khu xử lý rộng

Các chỉ tiêu kỹ thật

Thời gian lưu 18 – 36 giờ



Tỷ lệ bùn tuần hoàn 50 – 150 %

Nồng độ ngày MLSS trong bể từ 2000 – 4000 mg /l

Tải trọng khối 0.08 – 0.24 kg bùn BOD5/kg

MLSS

Tỷ số F/M 0.04-0.1 kg BOD5/m3 MLSS

Thời gian lưu bùn 20 – 40 ngày

Ưu điểm của phương pháp hiếu khí

Thời gian xử lý nhanh

Tải trọng lớn (Thời gian xử lý nhanh)

Xử lý triệt để BOD hơn phương pháp yếm khí

Nhược điểm của phương pháp hiếu khí

Lượng bùn phát sinh lớn

500mg/l< yêu cầu BOD đầu vào

Khó phân hủy được một số chất béo ,protêin,và chất rắn hữu cơ lơ

lửng

Trong điều kiện tự nhiên,xử lý hiệu quả không cao do thiếu oxi

Trong điều kiện nhân tạo,tốn nhiều năng lượng cho sục khí,khuấy

đảo

1.5 Giới thiệu một số dây truyền công nghệ xử lý nước thải nhà

máy bia

1.5.1 Sơ đồ xử lý nước thải của nhà máy bia Will Brau GamH

(CHLB Đức).

Sơ đồ nước thải nhà máy bia có công suất 16 triệu lít/năm đực thiết

kế theo các thông số

- Dung tích bể hiếu khí 1000 m3

- Lưu lượng nước thải 500 m3/ngày

- BOD5 880mg /l

- Tải trọng BOD5 1320kg/ngày

Giá trị các thông số làm việc của thiết bị



- Tải trọng BOD5 của nước 0.5 kg/m3.ngày

- Tải trọng BOD5 của bùn 0.16 kg/m3ngày

- Bùn thừa 0.3 – 0.5 kg/kg

- Chỉ số bùn 150 ml/g

Bể lắng thứ cấp

- Dung tích làm việc 225 m3

- Diện tích bề mặt 180 m3

- Thời gian lưu 11h

- Lượng bùn khô thu được sau bể lọc 4kg/m3

- Nước sau xử lý COD 70 – 80 mg/l

BOD5 5 – 20 mg/l

1.5.2 Sơ đồ hệ thống xử lý yếm khí của nhà máy bia

Bavaria,Lieshout (Hà Lan)[1]

Nước thải đưa vào xử lý có lưư lượng trong ngày dao động rất lớn

Qmax =250 m3/h,giá trị COD thay đổi rất mạnh CODmax = 1600 mg/l,

Ntổng max=30mg/l,BOD5/COD =0.7, To =20 -21oc,pH =6 – 10.

Hệ thống xử lý bao gồm

- Bể điều hòa và điều chỉnh pH,có dung tích V=300 m3

- Bể axít có dung tích 1500m3

Bể yếm khí UASB có dung tích

1400m3,tr=5.6h

- Bể ổn định tiếp xúc có dung tích 200 m3

- Bể sục khí Aeroten có dung tích 10800 m3

- Bể lắng thứ cấp có dung tích 1400 m3

- Nước thải ra của hệ thống này có COD 50 – 60 mg/l

1.5.3 Sơ đồ xử lý nước thải nhà máy bia Đông Nam Á



Hệ thống này được thiết kế cho nhà máy bia có công suất 36 triệu

lít/năm với các thông số đầu vào:

Thông số Giá trị trung bình Giá trị cao nhất

COD 3000mg/l 5000mg/l

BOD5 2000mg/l 3000mg/l

Lưu lượng 600m3/ngày 700m3/ngày

TSS 700mg/l 1300mg/l

Ntổng 90mg/l

Ptổng 60mg/l

Bể điều hòa có dung tích 210m3

Bể UASB 400m3

Bể Aeroten 360m3

Bể lắng Đường kính 7m

Nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn loại B COD:100 mg/l

BOD5 :50mg/l

TSS :100 mg/l

Ptổng : 6mg/l

Nhận xét :

Việc lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp đối với nước thải nhà

máy bia phụ thuộc vào các yếu tố như : Tính chất,lưu lượng dòng thải,các

điều kiện về kinh tế trong yêu cầu chất lượng dòng thải.

Phương pháp hiếu khí dùng bùn hoạt tính thích hợp cho xử lý nước

thải có hàm lượng chất hữu cơ từ 500 – 1000mg/l. Phương pháp này

thường áp dụng cho các nhà máy bia có công suất nhỏ,dây truyền sản

xuất còn lạc hậu nên lượng nước tiêu hao lớn,hàm lượng chất hữu cơ có

trong nước thải không cao.

Hệ thống này vận hành đơn giản,ổn định,an toàn ,chi phí xây dựng

thấp,trong những năm gần đây đã được áp dụng tại một số nhà máy bia ở

Việt Nam.



Tuy nhiên phương pháp này không thích hợp để xử lý nước thải có

hàm lượng chất hữu cơ lớn và yêu cầu về chất lượng dòng thải cao.

Ở các nước công nghiệp hay một số nhà máy bia sản xuất lớn tại

Việt Nam,do có công nghệ sản xuất bia đồng bộ và hiện đại,lượng nước

tiêu hao trên một đơn vị sản phẩm ít,nước thải lại được phân luồng nên có

hàm lượng chất hữu cơ cao từ 1500 – 3000 mg/l. Trong đó 60 – 70 % là

BOD.

Để xử lý nước thải loại này thường áp dụng hệ thống liên hợp yếm

khí – hiếu khí. Trước tiên nước thải có hàm lượng COD,BOD cao được

xử lý trong thiết bị yếm khí kiểu dòng ngược UASB. Nước thải sau xử lý

yếm khí với hàm lượng BOD từ 200 – 500 mg/l được chuyển vào bể hiếu

khí Aeroten để xử lý đạt tới tiêu chuẩn dòng thải.

Kết hợp 2 phương pháp này có ưu điểm:

Hiệu quả xử lý cao

Lượng bùn tạo ra ít(10 – 15% so với xử lý hiếu khí hoàn toàn )

Tiết kiệm năng lượng đến 80 – 90%

Nhưng phương pháp này cần đầu tư chi phí lớn.



Chương 2 : Vật liệu – Nội dung và phương pháp

nghiên cứu2.1. Vật liệu nghiên cứu

Nguồn nước thải của nhà máy bia HaDo_Công ty cổ phần liên hợp

thực phẩm _Số 267 đường Quang Trung,quận Hà Đông,thành phố Hà

Nội( bao gồm nguồn nước thải sinh hoạt của cán bộ công nhân viên và

nước thải nhà máy bia.

Hóa chất : NaOH và Chlorine (dạng Ca(Clo)2).

Thiết bị : Dụng cụ lấy nước thải,máy đo pH,máy đo độ COD,BOD5

của nước thải.

2.2. Nội dung nghiên cứu

2.2.1. Lịch sử phát triển của công ty

Công ty cổ phần liên hợp thực phẩm nằm ở số 267 đường Quang

Trung,quận Hà Đông, thành phố Hà Nội.

Công ty cổ phần liên hợp thực phẩm là một doanh nghiệp nhà

nước,được thành lập theo quyết định số 467ngày 28/10/1971 của Ủy ban

hành chính tỉnh Hà Sơn Bình. Công ty bắt đầu khởi công xây dựng từ

năm 1969 đến năm 1971 thì hoàn thành và đi vào sản xuất lớn do 3 nước

giúp đỡ là Ba Lan – Liên Xô Cũ – Rumani.

Ngành nghề kinh doanh:Bia-Rượu-Bánh mứt kẹo- Nước giải khát .

Nhà máy có 3 phân xưởng sản xuất chính:

+ Phân xưởng bánh mì công suất 6000 tấn/ năm,máy móc thiết bị

do Liên Xô giúp đỡ.

+ Phân xưởng bánh quy công suất 2000 tấn /năm máy móc thiết bị

do Rumani giúp đỡ.

+ Phân xưởng mì sợi.



Trong những năm đầu thành lập những chuyên gia Ba Lan và Liên

Xô ở lại trực tiếp giúp đỡ hoạt động của nhà máy nên được xem là dẫn

đầu tỉnh.

Năm 1974 được sự cho phép của ủy ban hành chính trong tỉnh,

cùng sự chỉ đạo cuar sơe công công nghiệp, nhà máy tiếp nhận thêm phân

xưởng sản xuất bánh kẹo- phân xưởng sản xuất mì sợi công suất 6000

tấn/năm, máy móc thiết bị do Liên Xô giúp đỡ,. Sau đó nhà máy đổi tên

thành “Nhà máy thực phẩm Hà Sơn Bình”.

Năm 1980 trước sự khan hiếm của nguồn nguyên liệu ngoại, nên

nhà máy dừng hẳn sản xuất hai mặt hàng để sản xuất bánh phồng tôm với

nguyên liệu chính là tinh bột sắn, sản phẩm này của nhà máy có thể xuất

khẩu sang các nước Đông Âu như Liên Xô, BaLan….Quá trình xuất khẩu

tạo điều kiên cho nhà máy phát triển sản xuất thêm một số sản phẩm

khác là: lạc bọc đường và bánh phở khô.

Năm 1989 dựa trên dây chuyền sản xuất cũ và lắp đặt một số thiết

bị nhà xưởng, công ty chiuyển sanhg sản xuất một số mặt hàng mới như

bia hơi và nước giải khát với công suất hàng năm là 500.000 tấn/năm.

+. Năm 1991nhà máy nâng công suất bia lên 1 triệu lít/năm.

+. Tháng 7/1993 nhà máy đầu tư thêm một dây chuyền sản xuất

kẹo cứng của Ba Lan vơi công suất 600kg/h cũng trong năm này do nhu

cầu tiêu dùng tăng cao, công suât bai lên 5 triệu lít/năm. Nước giải khát

cung tăng từ 500.000 lít lên 1 triệu lít/năm.

Năm 1995 nhà máy lại đầu tư thêm một dây chuyền sản xuất rượu

vang.

Ngày 01/10/1997 nhà máy đổi tên thành công ty liên hiệp thực

phẩm Hà Tây.

Năm 1998 đầu tư dâu chuyến sản xuất bánh kem xốp công suất

30kg/ca.



Năm 1999 đầu tư vào dây chuyền bánh lương khô với công suất

500kg/ca.

Năm 2001 công ty đầu tư thêm một dây chuyền sản xuất thử mì

tôm, đã sản xuất thành công và sản phẩm được tiêu thụ trên thị trường.

Năm 2002 côngt ty đã đầu tư nâng cấp dây chuyến sản bia, nâng

công suất lên tới 6,2 triệu lít/năm.

Năm 2005 công ty đã thực hiện cổ phần hoá: Ngày 15/01/2005

công ty được cấp phép kinh doanh của tỉnh Hà Tây là công ty cổ phần

liên hiệp thựcphẩm .Hiện nay công ty đang thự hiên một số nhiệm vụ sản

xuất kinh doanh cụ thể.

Sản xuất kinh doanh chính: công nghiệp bia,nước giải khát, bánh

mứt kẹo các loại.

Sản xuất kinh doanh phụ: kinh doanh dịch vụ ăn uống, giải khát,

hàng thực phẩm, trong những năm qua công ty đã khẳng định được chỗ

đứng của mình trên thị trường, các sản phẩm đã trở nên quen thuộc với

đông đảo người tiêu dùng trong tỉnh và các vùng lân cận. Những năm gần

đây do sự suy thoái cỉa nền kinh tế nên công ty cũng gặp khá nhiều khó

khăn, bên cạnh đó thì sự cạnh tranh thị trưòng giữa các mặt hàng của các

công ty ngày càng quyết liệt, song công ty vẫn ổn định sản xuất kinh

doanh, thực hiện các nghĩa vụ với ngân sách nhà nước và đảm bảo đừi

sống cho người lao đông trong công ty.


Kho¸ LuËn Tèt NghiÖp Ph¹m ThÞ V©n - 9K138

2.2.1.2. Sơ đồ tổ chức nhân sự, tổ chức sản xuất của công ty.

Đại cổ đông

Hội Đồng Quản Trị

Chủ TịchHội Đồng Quản Trị

Giám Đốc

Phó Giám ĐốcSản Xuất

PhòngKếToánTàiChính

PhòngHànhChínhTổChứcLaoĐộng

PhânXưởngSảnXuất

PhòngKinhDoanhDịchVụ

PhòngKỹThuậtKSC

Trêng §¹i Häc N«ng L©m B¾c Giang Khoa C«ng NghÖ Sinh Häc


2.2.1.3.Sơ Đồ mặt Bằng Sản Xuất

Khu

Dịch

Vụ

Khu SửLý NướcThải

Kho Bãi ThanNhà Nối

Hơi Kho

CổngPhụ Nhà Hàng 267 Nhà Cấp Điện Cổng HC

NhàLạnh

TankLênMen

Lọc BiaThànhPhẩm

XuấtBiaHơi

KhoBox

TankLênMen

NhàMen

NhàNấu

PhòngPhân Tích Xưởng Sản Xuất Bia Chai

PhòngBảo Vệ

Nhà HànhChính

Nhà CơKhí

Kho BiaChai

Bãi ĐểChaiKhu Vệ

Sinh

Kho VậtTư



2.2.1.4. Những tuân lợi và khó khăn của công ty.

a.Những thuận lợi.

Do măt bằng trên trục đường Quang Trung nên rất thuận lợi cho việc đị lại,

vận chuyển và giới sản phẩm của công ty đến tay người tiêu dùng.

Hệ thống thiết bị của công ty sau năm 2005 được nâng cấp nhiều

( VD:Dây chuyền sản xuất bia được nâng cấp lên 12 triệu lít/năm)

Sản xuất của công ty có hiệu quả, có điều kiện đầu tư cho công tác an toàn

vệ sinh thực phẩm, VSLĐ- PCCN và bảo vệ môi trường, đời sống của công

nhân viên ổn định làm cho công nhân viên yên tâm công tác tin tưởng vào công

ty.

Các cán bộ công nhân vieenn công ty đều là người có trình độ và tay nghề

cao.

b.Khó khăn.

Giá nguyên liệu tăng làm tăng chi phí sản xuất.

Công nghệ sản xuất lạc hậu năng suất không cao.

Ngày càng có nhiều công ty bia trong nước và nước ngoài nên cạnh tranh

thị trường nhiều.

2.2.2.Thành phần nước thải của nhà máy bia HADO.

Mỗi loại nước thải của nhà máy bia có một vài đặc trưng khác nhau:

Nước thải lọc bã phèn trong công nghệ: Đây là loại nước thải ôi nhiêm khá

nặng. Nước thải nàyđược phát sinh từ công nghệ lọc phèn, nên chúng bị nhiễm

bẩn chủ yếu bởi chất hữu cơ, cặn bã phèn, các vi sinh vật.

Nước thải vệ sinh máy móc, thiết bị và nhà xưởng: Nhìn chung ôi nhiễm

đặc trưng gồm hợp chất vô cơ, các chất hữu cơ và các vi sinh vậ.



Nước giải nhiệt và làm mát thiết bị: Đây là loại nước thải quy ước sạch,

thành phần và tính chất của nước thải hoàn toàn giống với nguồn cung cấp ban

đầu, chỉ khách là nhiệt độ cao hơn (45-50oC).

Nước thải vệ sinh nồi nấu nên chúng bị nhiễm bẩn chủ yếu bởi các chất

hữu cơ, cặn bã phèn, các vi sinh vật và nhiệt độ rất cao (45-70oC).

Lưu Lượng Dòng Chảy.

Lưu lượng nước thải của nhà máy bia HADO phụ thuộc vào công nghệ

sản xuất, sản phẩm đầu ra va thời giang hoạt động của nàh máy.

Theo như tình hình sản xuất của nàh máy bia HADO, nước thải của nhà

máy được phát sinh từ nguồn: nước thải từ phân xưởng sản xuất bia hơi và nước

thải sinh hoạt của cán bộ công nhân viên.

Tổng lưu lượng nước thải phát sinh cảu nhà máy khoảng 180m3/ngày.

Thành Phần Nước Thải Của Nhà Máy Bia HADO

STT Thông Số Đơn Vị Thông Số Nước Thải ĐầuVào

01 PH - 4,5 - 5,0

02 BOD5 mg/l 1000 - 1700

03 COD mg/l 1500 – 2700

04 SS mg/l 250 – 300

05 PO43- mg/l 12 – 15

06 N – NH3 mg/l 20 – 40

07 Nhiệt độ oC 45 – 80

08 Lưu LươngNgày

m3/ngày

180

09 Lưu Lương TBgiờ

m3 /h 7,5



(Nguồn: Kinh nghiệm của công ty CPTM và công nghệ cao Hoàng Anh)[4].

Từ kêt quả bảng trên cho thấy nước thải nhà máy bia có mức độ ôi nhiễm khá

lớn, mà đặc trưng nhất là có hàm lượng các chất hữu cơ protein và cacbonat cao.

Kèm theo đó la nước thải có độ PH thấp, nhiệt độ cao,độ màu, độ đục cao, hàm

lương chất rắn tông cộng cao và vi sinh vật, nấm mốc. Hàm lượng chất hữu cơ

cao trong nước là môi trường thuận lợi cho sự phát triển của vinh sinh vật, trong

đó có vi khuẩn gây bệnh và khi đổ vào nguồn tiêp nhận làm ôi nhiễm các kênh

rạch, chính vì vậy phải có biện pháp xử lý nước thải trước khi thải ra nguồn tiếp

nhận.



2.2.3 Sơ Đồ Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Của Nhà Máy Bia HADO:

Chôn LấpBể Gom(TK-101)

Bể Điều Hòa(TK-103)

Bể UASB(TK-104)

Bể Lắng(TK-107)

Tháp Giải Nhiệt(TK-102)

Bể Aerotank(TK-106)

Máy Thổi Khí(ABRL0204-01/02)

Bể Nén Bùn(TK-105)

Bùn đượcxử lý

NAOH

Nước Dư

Bùntuầnhoàn

Nước Thải SảnXuất Bia Hơi

Bể Khử Trùng(TK-108)

Đạt QCVN L4: 2009(BTNMT) GiáTrị C Cột B

Hóa chấtchlorine



Trạm xử lý nước thải tập trung của nhà máy bia HADO gồm các công đoạn sau:

Giai đoạn tiền xử lý.

+) Loại bỏ rác, cặn khô có kích thước lớn hơn 10mm.

+) Giải nhiệt làm giảm nhiệt độ trước khi xử lý sinh học.

+) Điều Hòa nồng độ và lưu lượng dòng thải.

Giai đoạn xử lý bậc 2(Xử lý sinh học lỵ khí và hiếu khí lơ lửng)

+) Sử dụng công nghệ xử lý sinh học lỵ khí UASB(Upflow Anaerobic

Sludge blanket) để khử chuyển hóa các chất hữu cơ có cấu trúc phức tạp thành

khí CH4 và H2O, làm giảm nồng độ BOD,COD…của nước thải

+) Sử dụng công nghệ xử lý sinh học hiếu khí Ferotank( Activated

Sludge process). Để khử;chuyển hóa các chất hữu cơ một cách triệt để, làm giảm

nông độ BOD, COD, SS…của nước thải.

+) Khử các chất dinh dưỡng Nitơ, photphose có trong nươc thải nếu dư.

Giai đoạn xử lý bậc 3.

+) Xử lý hoàn toàn nước thải sau xử lý sinh học bằng cách khử trùng

nước thải và lọc áp lực nhằm triệt tiêu các vi trung gây bệnh, loại bỏ triệt để cặn

bã còn lại trong nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận.

Giai đoạn phèn dư.

+) Bùn được nén tách nước taị bể nén.

-Giai đoạn làm khô bùn.

+) Bùn sau khi nén được hút đi chôn lấp hoặc làm phân bón.

2.2.4.Thuyết Minh Hệ Thống.

Tram xử lý nước thải của công ty bia HADO là trạm xử ly nổi. Hầu hết

các hệ thống bể đều nằm trên mặt đất, riêng chỉ có bể gom nằm dưới lòng đất và

bên trên bể gom là nhà điều hành của tram xử lý.



Nước thải của tất cả các khu vực của xưởng sản xuất bia hơi được tách

riêng với nước mưa theo hệ thống thoát nước bẩn tập trung về bể gom (Tk-101)

của trạm xử lý nước thải (không cần ngăn lắng cát và toàn bộ hệ thống thu gom

của nhà máy đã có các hố ga trước khi chảy về bể thu gom của trạm) với lưu

lượng trung bình khoảng 7,5m3/h. Trước khi bơm vào máy bơm cấp 1(P-01)

nước thải được dẫn qua song chắn rác để loại bỏ rác có kích thước lớn hơn

0,2mm ra khởi dòng thải bằng phương pháp thủ công. Từ bể gom hai bơm P-

01(chạy luân phiên) bơm lên tháp giải nhiệt (Tk - 102) có nhiệm vụ giảm nhiệt

độ.

Tại tháp giải nhiệt nước tự chảy vào bể diều hòa nhờ chênh lệch cao độ,ở

bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và thành phần(SS, BOD, COD…)

củ nước thải. Trong bể điều hòa được bố trí một hệ thống sục khí, nhằm tạo sự

xáo trộn nước thải tránh hiện tượng lắng cặn và phân hủy kỵ khí trong bể này,

tạo môi trường đồng nhất cho dòng thải trước khi qua các bước xử lý tiệp theo,

đồng thời dung dịch NAOH cũng được châm vào đây để nâng PH của nước thải.

Tại bể điều hòa được hai bơm P – 02(chạy luân phiên) bơm sang bể

UASB (TK - 104) để bắt đầu quá trình xử lý sinh học kỵ kh. Trong bể UASB

(TK - 104) nước thải được phân bố đều trên diện tích đáy bể và đổ từ dưới lên

qua lớp bùn lơ lửng, khi qua lớp bùn này, hỗn hợp bùn(vi sinh vật) yếm khí trong

bể sẽ hấp thụ chất hữu cơ (BOD, COD) hòa tan trong nước thải, đồng thời phân

hủy và chuyển hóa thành khí bioga bay lên (70-80% la khí metan và 20 – 30% là

cacbonic và các khí khác) khí bjoga được thu hồi và đốt tại đầu đốt khi, nước sau

khi xử lý dâng lên theo máng thu cahyr sang bể Aerotank (TK-106)

Trong bể Aerotank (TK-106) quá trình xử lý sinh học hiếu khí diễn ra nhờ

vào lượng oxy hòa tan trong nước nhờ các đĩa phân phối khí bọt mịn, một lượng

oxy thích hợp đươcj cung cấp cho bùnhoạt tính đẻ phân hủy các chất hữu cơ có



trong nước thải. Hầu hết các chất thải hữu cơ được sủ dụng đẻ duy trì sự sống

của vi sinh vật, vì vậy chỉ có một lượng nhở bùn hoạt tính được sinh ra.

Từ bể Aerotank nước thải tự chảy vào bể lắng (TK-107), ở đây sẽ sảy ra

quá trình tách bùn hoạt tínhvà nước thải đã qua xử lý sinh học, lượng lớn bùn

hoạt tính được bơm bùn tuần hoàn trở lại bể hiếu khí Aerotank(TK-107), lượng

bùn còn lại được bơm lên bể nén bùn(TK-105). Nước sau khi lắng tiếp tục chảy

vào bể khử trùng(TK-108) để tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật gây bệnh còn sót lại

trong nước thải. Tại đây, nước thải sẽ được tiếp xúc với hóa chất chlorine theo

dòng chảy nhằm tạo thời gian tiếp xúc giữa nước thải với hóa chất khử trùng, sau

đó nước tự chảy ra hệ thống nước thải chung của thành phố đảm bảo sau khi xử

lý luôn đật tiêu chẩn xả thải loại B theo QCVN 24:2009/BTNMT, giá trị C cột B

trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.

Bảng 2.2.4.Một số chỉ tiêu cơ bản của QCVN 24:2009/BTNMT giá trị Ccột B.STT Thông Số Đơn vị QCVN 24:2009/BTNMT giá trị

C cột B01 pH - 5,5-902 BOD5 mg/l 5003 COD mg/l 10004 SS mg/l 10005 PO43- mg/l 606 N-NH3 mg/l 3007 Tổng

colifom5MPL/100ml 5000

08 Nhiệt độ oC ≤40

Xử lý bùn và cặn rácBùn ở bể lắng (TK-107) , phần lớn bùn hoạt tính sau khi lắng, được bộ hút

bùn tuần hoàn trở về aerotank để duy trì chức năng sinh học và giữ nồng độ bùnở mức ổn định. Lượng bùn sinh học dư được bơm bùn dư bơm về bể nén bùn(TK-105), với thời gian lưu thích hợp bùn được nén từ nồng độ 1% đến 2-2.5%sau đó được chuyển đi chôn lấp theo quy định hoặc làm phân bón vi sinh.

Nước dư từ bể nén bùn được thu gom vào bể điều hòa để tiếp tục quá trìnhxử lý



2.3 Phương pháp nghiên cứu

Đánh giá bằng cảm quan: Mùi, màu sắc, độ đục, pH

Lấy mẫu phân tích

Xử lý số liệu

Phương pháp đo nhanh các thông số tại hiện trường

Chỉ tiêu theo dõi

Đánh giá chỉ tiêu theo dõi xác định chỉ số COD, BOD5, ∑N, ∑p

phương pháp xác định COD (chemical oxigen Demand )

+ COD là lượng oxi cần thiết cho quá trình oxi hóa các chất hữu cơ có

trong mẫu nước thành CO2 và H2O

Đơn vị tính O2/l

+ Để xác định con người ta thường sử dụng một chất oxi hóa mạnh trong

môi trường axít. Chất oxi hóa hay được dùng là kalibicromat ( K2Cr2O7)

Chất hữu cơ + K2Cr2O7 + H+ Ag2SO4 CO2 + H2O +2Cr +2K+

t0Lượng bicromat dư được chuẩn dộ bằng dung dịch muối Mohr-[Fe(NH4)2(SO4)2]. Với chất chỉ thị là dung dịch Ferroin:

Cr2O7+ Fe2+ +H+ Cr+3 +Fe+3 + H2OChất chỉ thị sẽ chuyển từ mùa xanh lam sang màu đỏ nhạt

-Ta tiến hành tính toán theo công thức sau.(cần tiến hành như vậy với mẫu

trắng làm đối chứng)

COD (mg/l) =

Trong đó:a: Là số ml dung dịch muối dùng để chuẩn độ mẫu trắng.

Số ml mẫu tự nhiên

(a-b)xNx8000



b: Là số dung dịch Mohr dùng để chuẩn độ mẫu nước kiểm tra.

N: Là nồng độ đương lượng của dung dịch muối Mohr.

80000: Là hệ số chuyển đổi kết quả sang mg/l.

Để xác định COD người ta tiến hành như sau: lấy 20ml mẫu nước thải cho

vào ống bình có sinh hàn đối lưu, rồi thêm HgSO4 (nếu trong mẫu nước có hàm

lượng 10mg Cl-/1lít thì thêm 0,1g H2SO4 và 10ml dung dịch k2Cr2O7 0,25N và

vài hạt thủy tinh)

Lắp ống sinh hàn với nút thủy tinh nhám. Thêm vào từ từ 30ml H2SO4 có

chứa Ag2SO4 qua phần cuối ống sinh hàn và lắc đều dịch khi thêm axit.

Đun mẫu trong khoảng 2h ở nhiệt độ 140oC-150oC. Để nguội và tráng

bình hàn đối lưu bằng nước cất và pha loãng hỗn hợp bằng nước cất tới khoảng

150ml. đưa chuẩn độ K2Cr2O7 dư bằng dung dịch muối Mohr với chỉ thị màu là

Ferroin cho đế khi dung dịch chuyển từ màu xanh sang màu nâu đỏ thì dùng lại

và tính kết quả.

Ta tiến hành song song với mẫu trắng để so sánh kết quả.

Lưu ý: Các dung dịch hóa chất.

Dung dịch kali bicronat, cân 12,259g k2Cr2 đã sấy khô 2h ở nhiệt độ

103oC, hòa tan vào nước cất, thêm vào cho tới 1l.

Axit Sunfuric đặc có Ag2SO4: thêm 22g Ag2SO4 cho 1 chai 9l H2SO4.

Dung dịch muối Mohr 0,1N: hòa 33g Fe(NH4)2.6H2O vào nước cất, rồi

thêm nước cho đử 1l.(chuẩn bị dung dịch muối Mohr bằng K2Cr4O7 chuẩn bị

trước khi dùng)

Chỉ thị perroin: hòa tan 1,735 chất 1,10-phenolthrplindihidrat cùng với

695 mg FeSO4.7H2O trong nước và thêm nước tới 100ml.

Ag2SO4: Loại tinh dùng cho phân tích hóa học (PA).

H2SO4: Loại tinh dùng cho phân tích hóa học (PA).

-Phương pháp xác đinh BOD5



-Do quá trình phân hủy sinh học kéo dài hơn 20 ngày nên không thể xác

định được oxi cần thiết để phân tích hoàn toàn chất hữu cơ bằng phương pháp

sinh học mà chỉ cần xác định lượng oxi cần thiết trong 5 ngày đầu(vì 70% oxi

được sử dụng trong 5 ngày đầu, 20% trong 5 ngày tiếp theo và 99% trong ngày,

100% ở ngày thứ 21) ở nhiệt độ 20oC trong bóng tối(tránh hiện tượng quang hợp

trong nước) chỉ số này được gọi là BOD5.

-Do trong nước thường có hàm lượng chất hữu cơ khá lớn, do vậy lượng

oxi không đủ cho 5 ngày ở 20oC. Để xác định BOD5 thường dùng dung dịch pha

loãng bằng cách bổ xung vào mẫu nước 1 xô chất khoáng và làm bão hòa oxi

hòa tan.

Dịch pha loãng được chuẩn bị ở bình miệng to, bão hòa oxi bằng cách thổi

khí vào 1l nước cất và lắc đều cho tới khi bão hòa sau đó thêm các dung dịch sau.

+) 1ml dung dịch điện phosphat pH = 7,2(hòa tan 8,5 KH2PO4; 21,75g

K2HPO4; 33,4g Na2HPO4.7H2O; 1,7g NH4Cl trong nước cất định mức tới 1l).

+) 1ml MgSO4(hòa tan 2,25g MgSO4.7H2O trong 100ml nước cất).

+) 1ml CaCl2(hòa tan 2,75g CaCl2 trong 100ml nước cất).

+) 1ml FeCl3(hòa tan 0,25g FeCl3.6H2O trong 100ml nước cất định mức tới

1l).

-Cách xác định BOD5: Mẫu nước chứa trong lọ đầy, nút kín. Trước khi

phân tích cần trung hòa về pH=7 bằng H2SO4 hoặc NAOH 1N. Pha loãng mẫu

nước thể tích yêu cầu (Lương dung dịch pha loãng cần dưa theo bảng hướng dẫn

tỉ lệ pha loãng) Phụ thuộc vào tính chất của các loại chất thải và chỉ số BOD cụ

thể.

VD: Nếu nước thải có BOD trong khoảng 1-6ml O2/l thì không cần pha

loãng.

Nếu nước thải có BOD khoảng 12mg O2/l thì pha loãng theo tỉ lệ 1:1(1

phần nước + 1 phần dung dịch pha loãng).



Khi pha loãng cần hết sức chú ý không để oxi bị cuốn theo mẫu nước(sau

khi pha loãng) được cho vào 2 chai để phân tích BOD có dung tích 30ml, cho

dầy, đậy nút kín, một chai để ủ 5 ngày trong tối ở 20oC. Một chai đem xác định

BOD ở thời diểm ban đầu, chai ủ 5 ngày đem phân tích cho kết quả tính như sau:

BOD5,mg O2/l=

Trong đó:D1: Lượng O2 hòa tan sau khi pha loãng ở thời điểm ban đầu phân tích(mg/l).D2: Lượng O2 hòa tan sau 5 ngày ủ ở nhiệt độ 20oC(mg/l).p : Là hệ số pha loãng của nước thải.

Lưu ý: Trường hợp trong chất hưu cơ có lượng vi sinh vật phân hủy chất hữucơ quá ít, thì phải bổ xung vi sinh vật từ ngoài vào. BOD5 sẽ được tính nhưsau:

BOD5(ml)=(D1-D2)-(B1-B2)F

P

Trong đó:D1, D2: Là chỉ số DO trước và sau khi ủ(mg/l) của nước thải pha loãng giốngcông thức trên.B1,B2: Là chỉ số DO trước và sau khi ủ (mg/l) của nước thải pha loãng có phathêm nguồn vi sinh vật.F: Là tỉ số giữa dịch bổ xung vi sinh vật trong mẫu và trong đối chứng.

D1-D2

p

V(của mẫu nước đem phân tích)

V(của mẫu nước phân tích)+ v(thể tích được pha loãng)P=



%(ml) dung dịch bổ xung vi sinh vật trong D2

%(ml) dung dịch bổ xung vi sinh vật trong D1

F=

Phương pháp xác định ∑ Nitro

Xử lý mẫu nước trước phân tích bằng cách.

+) Pipet lấy chính xách 15-20ml mẫu nước thải.

+) Thêm vào 5ml dung dịch NaOH 1mol/l.

+) trộn từ từ dung dịch trên(trong thời gian 5 phút).

Sau đó ta cho mẫu vào ống nghiệm, đậy chặt nút cho vào lò vi sóng theo

quy định.

Bước 1 2 3

oC 160 200 100

% 80 80 80

to(phút) 5 5 10

Sau đó quy trinh kết thúc đợi mẫu để nguội ta mới mở nắp lò vi sóng lấy

mẫu ra để phân tích.

Tiến hành phân tich mẫu.

Mẫu sau khi được xử lý chuyển về dạng No3 và xác định NO- bằng

phương pháp Natri salixylat(TCVN 6180:1996)(ở bước sóng λ=415).

Hóa chất.

Phương pháp chuẩn gốc NO3-: 100(mg N/l).

Phương pháp làm việc NO3-: 1(mg N/l).

Phương pháp NaOH: cân 20g và pha trong 100ml nước cất.

Phương pháp Natri salixylat: 1g pha trong 100ml nước cất.



Phương pháp H2SO4 đặc.

Tiến hành.

-Trước khi tiên hành đo bước sóng của mẫu môi trường thì phải xây dụng

được mẫu chuẩn như sau:

-Ta lấy 5 ống nghiệm đã được tráng rửa sạch sẽ đánh số thứ tự trong các

ống nghiệm và tiến hành như sau:

-Ta cho dung dich NO3- làm việc vào bát sứ theo trình tự và số lượng ở

bảng dưới đây.

STT Hóa chất Đơnvị

Ống nghiệm1 2 3 4 5

Dung dịch NO3- làviệc

ml 0 1 2 3 4

Dung dịch Natrisalixylat

ml 1 1 1 1 1

Dung dịch H2SO4

ml 1 1 1 1 1

Nước Cấtml 5 5 5 5 5

Dung dịch NaOHml 10 10 10 10 10

Nồng Độ0 0,

040,08

0,12

0,16

Xác định tổng P (TCVN 6202-1996)

+) Pha mẫu để chuyển poliphitphatvà photphat hữu cơ về dạng PO43- bằng

pensunfat trong axit(pha mẫu trong lò vi sóng).

+) Cách pha:

Lấy 25ml mẫu môi trường + 0,2ml H2SO4 25% + 0,2g K2S2O4 trộn lại với

nhau được 5-10 phút rồi vào lò vi sóng.

Hóa chất.



Pha 500ml dung dịch kaliantimantatrat K(SbO)C4H4O6. 1/2H2O

Cân 1,3715g K(SbO)C4H4O6.1/2H2O đựng trong chai thủy tinh 500ml.

Dung dịch Amonimolyplat.

Hòa tan 80g (NH4)6Mo7)O24.4H2O trong 500ml nước cất giữ trong chai

nút bằng thủy tinh.

Dung dịch axit ascobic 0,1M.

Hòa 1,76g axit ascobic trong 100ml nước cất.

Dung dịch H2SO4 đặc

Dung dịch K2S2O8 10%.

Thuốc thử hỗn hợp: trộn các thuốc thử trên theo thứ tự(50ml H2SO4 2,5M

+ 5ml dung dịch K(SbO)C4H4O6.0,5H2O + 15ml dung dịch Amonimolyplat +

30ml dung dịch axit ascobic ).

Lưu ý: Dung dịch chỉ bền trong 4h sau khi chuẩn bị.

Dung dịch photphat chuẩn gốc 100mgP/l pha từ KH2PO4 khan.

Dung dịch photphat làm việc: 5mg/l pha loãng 20 lần từ dung dịch gốc.

Xác đinh đường chuẩn.

Ta cũng lấy 5 óng nghiệm được tráng rửa sạch sẽ và đánh số cho các ống

nghiệm, sau đó thêm các hóa chất vào ống nghiệm theo trình tự ở bảng trên.

STTHóa chất

Đơnvị

Ống Nghiệm1 2 3 4 5

Dung dịch PO4Chuẩn làm việc

ml 0 0,5 1 1,5 2

Thuốc thử hỗnHợp

ml 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

Nước Cất ml 10 10 10 10 10

C(nồng độ) ml 0 0,25 0,5 0,75 1

Lấy 5ml PO43- cho vào bát sứ và các ông nghiệm theo bảng trên.



Sau đó thêm 5ml K2S2O8 10% và 1ml H2SO4 đặc và đun ở 120oC trong 30

phút.

Sau đó chuyển tòan bộ mẫu vào binh định mức 50ml thêm nước cất đến

hơn nửa bình rồi chỉnh pH =3-10 bằng dung dịch NaOH.

Kết quả.

Ta có phân tích đường chuẩn y=acx+b.

a,b: Là hằng số.

cx: Là nộng độ các ống nghiệm trong dãy chuẩn.

y: Là kêt quả

Vđm: v định mức.

Cx; [] dãy chuẩn đo được.

Vm: v mẫu môi trường.

Xác đinh ∑ P trong nước thải thì ta cũng hút 5ml môi trường vào ống

nghiệm làm tương tự như ta xây dụng dãy chuẩn, chỉ thay dung dịch PO43- bằng

5ml mẫu môi trường(mẫu nước thải).

[PO43-]=

Vđm.Cx

Vm



Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luậnĐánh giá hiện trạng nước thải có trong hệ thống xử lý

Nước thải có trong bể điều hòa.

Nước thải của các công đoạn sản xuất được thu gom chảy vào hệ thống

xử lý nước thải dẫn qua song chắn rác (có kích thước >10mm) thì các rác thô

như cát,sỏi,và cặn rác sẽ được loại bỏ ra khỏi nước thải,và nước thải sẽ chảy vào

hệ thống bể gom nằm dưới lòng nhà điều hành.

Nước thải ở như bể gom sẽ được 2 bơm (P01-01/02) có công suất 10.5m3

/h thay phiên nhau bơm lên tháp giải nhiệt để giảm bớt nhiệt độ. Và nước thải từ

tháp giải nhiệt chảy tràn sang bể điều hòa.

Do đặc tính nước thải của ngành sản xuất bia là không ổn định lưu lượng

và nồng độ chất ô nhiễm của nước thải biến động rất trong từng ngày,tưng giờ.

Để các thiết bị xử lý hoạt động ổn đinh và nước sau xử lý có chất lượng đảm bảo

tiêu chuẩn cho phép,ta phải lắp đặt bể điều hòa lưu lượng và nồng độ.

Bể điều hòa được bố trí 1 hệ thống phân phối khí gồm đường ống dẫn khí

và đĩa phân phối khí nhằm trộn đều nước đầu vào cho quá trình xử lý tiếp theo

(hay trộn đều nước thải trước khi vào bể UASB) và không cho cặn lắng trong bể.

Đường ống dẫn khí được làm bằng thép CT3 và được sơn chống gỉ (tác

dụng làm cho ống không tiếp xúc với nước) các đường ống này gồm một ống

chính chạy dọc theo chiều rộng bể và các ống nhánh chạy dọc theo chiều dài bể,

mỗi đường ống có 4 đĩa khí được chia đều nhau.



Thông số kỹ thuật của bể điều hòa (TK – 103)

Stt Thông số Đơn vị tính Giá trị

1 Thời gian lưu nước Giờ 8.1

2 Kích thước bể L x W x H m 4.6m x 4m x 3.5m

3 KT hữu dụng trong bể L x W x H m 4.6m x 4m x 3.3m

4 Thể tích trong bể m3 74.1

5 Thể tích chứa nước m3 60.7

6 Vật liệu:CT3 trong sơn Epoxy ngoài sơn chống rỉ và sơn màu trang trí

Ghi chú: Trong đó L: Chiều dài bể

W: Chiều rộng bể

H: Chiều cao bể

CT3: Thép

Trong bể còn có thiết bị kèm theo như:

- Bơm nước thải (P01-01/02)

Lưu lượng:10.8m3 /giờ

Công suất :0.55kw

Máy thổi khí

Lưu lượng khí :Q=0.74m3/phút

Áp suất: 4000mmAq

Công Suất động cơ:0.86 kw

Hệ thống phân phối khí

Đĩa khuyếch tán khí

Máy đo pH controller

+ Dải đo 0-:14

+ Nhiệt độ làm việc từ 0-:1050c

+ Dải áp suất làm việc từ 0-:6.9 bar tại nhiệt độ 10000c



+ Cổng kết nối với hệ bơm định lượng điều chỉnh pH có thể nối với hệ điều

khiển PLC

Trong bể điều hòa được lắp đặt một máy đo pH có tác dụng kiểm tra độ

pH đầu vào cuả nước thải cho quá trình xử lý tiếp theo(xử lý yếm khí ) và trong

bể điều hòa cũng được gắn 1 hệ thống dẫn lượng NaOH vào bể (có tác dụng

trung hòa lượng nước thải trước khi vào bể UASB.) và nâng pH của nước thải

lên 6.5-7.5.

Kết quả quan trắc về gía trị pH và màu sắc của các lần như sau:

Ngày Giá trị pH Màu sắc nước thải

8/3/2011 6.8 Nước có màu đen,nhiều váng nổi lên

15/3/2011 7.0 Nước có màu nâu,nhiều váng nổi lên

21/3/2011 6.91 Nước có màu hơi đục,nhiều bọt váng

28/3/2011 6.95 Nước có màu đen,ít bọt váng

04/4/2011 7.93 Nước có màu nâu,nhiều bọt váng

11/4/2011 7.2 Nước có màu đen,nhiều bọt váng

18/4/2011 7.42 Nước có màu nâu,nhiều bọt nổi lên


02/5/2011 7.5 Nước có màu nâu,nhiều bọt váng





3.1.2. Nước thải trong bể yếm khí (UASB).

Nhiệm vụ của bể:

Thực hiện quá trình xử lý sinh học yếm khí,sử dụng các vi sinh vật yếm

khí trong điều kiện không có oxi để phân hủy các chất hữu cơ hòa tan,làm giảm

nồng độ COD,BOD… trong nước thải.

Yêu cầu pH đầu vào: pH>6.2

COD đầu vào : CODv=2250 mg/l

BOD đầu vào : BODv=1500 mg/l

Nhiệt độ đầu vào : 390c

Nếu hiệu quả làm sạch của bể UASB đối với nước thải nhà máy bia HADO là

60% thì COD và BOD đầu ra sẽ là:

COD đầu ra: CODr =2250-2250*60%=900 mg/l

BOD đầu ra: BODr=1500-1500*60%=600 mg/l

Vậy lượng COD cần khử 1 ngày

G=180m3 x(2250-900)*10-3=243 kg/ngày

Ghi chú : (*) Tính toán dự phòng trong những giờ cao điểm.

Ta có các thông số về bể UASB

STT Thông Số Đvị tính Giá trị


2 Kthước bể L x W x H m 4.6m x 3.6m x 6.0 m

3 Thể tích bể m3 99.36

4 Thể tích chứa nước m3 91.1

5 Tải trọng COD Kg/m3ngày 2.025

6 Vật liệu:CT3 trong sơn Epoxy,ngoài sơn chống rỉ và sơn màu trang trí



Các thiết bị chính kèm theo.

-Hệ thống phân phối nước thải

Lưu lượng 7.5m3/h

-Hệ thống thu váng nổi bể UASB


-Hệ thống thu và đốt khí biogas bể UASB

Hoạt động của bể UASB

Nước thải trong bể điều hòa sau khi được điều chỉnh pH(lên 6.5-:7) thì

được 2 bơm P-02(chạy luân phiên) bơm sang bể UASB(TK-104) để bắt đầu quá

trình xử lý sinh học kỵ khí. Nước thải được dẫn theo ống dẫn vào hệ thống phân

phối đều trên diện tích đáy bể. Nước thải từ dưới lên với vận tốc v=0.9m/h. Hỗn

hợp bùn kị khí trong bể hấp phụ chất với vận tốc v=0.6m/h hữu cơ hòa tan trong

nước thải, phân hủy và chuyển chúng thành khí CH4,CO2 và H2O.

Các hạt bùn cặn bám vào các bọt và nổi lên trên bề mặt làm xáo trộn và

gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng. Khi hạt cặn nổi lên và va

phải tấm chắn bị tách khỏi bọt khí và vỡ ra, khí thoát lên trên,qua cửa và ngăn

lắng. Hạt bùn cặn trong ngăn lắng được lắng xuống dưới và tuần hoàn trở lại

vùng phản ứng yếm khí. Nước trong được thu vào máng đưa lên trên và dẫn sang

bể xử lý hiếu khí(xử lý cấp 2). Còn khí biogas được thu về thùng chứa rồi theo

ống dẫn khí đốt ra ngoài.

Bùn trong bể được hình thành 2 vùng rõ rệt:Ở chiều cao khoảng ¼ tính từ

đáy lên,lớp bùn hình thành do các hạt keo tụ ở nồng độ 3000mg /l gồm 7%, phía

trên lớp bùn này là lớp bùn lơ lửng có nồng độ 1000-:5 các bông cặn chuyển

động giữa lớp bùn đáy và bùn tuần hoàn từ ngăn lắng rơi xuống. Bùn trong bể là

sinh khối đóng vai trò quyết định trong việc phân hủy và chuyển hóa chất hữu

cơ. Nồng độ cao của bùn hoạt trong bể cho phép làm việc với tải trọng chất hữu

cơ cao và để hình thành khối mùn hoạt tính đủ nồng độ, làm việc có hiệu quả thì



đòi hỏi phải có thời gian vận hành khởi động dài vì vậy ta phải lựa chọn vi khuẩn

thích hợp tạo axit và tạo mê tan để rút ngắn thời gian tạo bùn hoạt tính.

Nước thải sau khi được xử lí qua bể UASB thì sẽ giảm được khoảng (60-

70h) lượng BOD, CDD trước khi xử lí hiếu khí. Vận tốc dòng nước chuyển động

đi lên của bể UASB là khoảng 0,6- 0,9 (m/h)

Ghi chú:

(1): Dòng nước vào bể

(2): Màng lọc

(3): Cửa tuần hoàn

(4): 2 tấm chắn

(5): của vào ngăn lắng

(6): Máng dẫn nước sang bể Feroten

(7): Vòi thu khí biogas

(8): cửa xả bùn

3.1.3 Nước thải trong bể Aeroten

Nhiệm vụ: Thực hiện quá trình xử lí sinh học hiếu khí, sử dụng vi sinh vật

hiếu khí với bùn hoạt lơ lửng trong điều kiện cung cấp đẩy đủ oxy hòa tan làm

giảm nồng độ BOD, COD… trong nước thải.

Ta có các thông số về bể Aeroten

STT Thông số ĐV Tính Giá Trị


2 Kích thước bể L x W x H m 4.6m x 5m x 5.5m


4 Thể tích chứa nước m3 115

5 VL: CT3 trong sơn phủ Epoxy, ngoài sơn chống rỉ và sơn màu trang trí

Ta có lưu lượng Q= 180 m3/ngày đêm .

-pH=6.2-7.6



-Nhiệt độ nước thải duy trì trong bể 20-280c.

-Hàm lượng BODv đi vào bể Aeroten S0=600mg.

-Cặn lơ lửng đầu ra 15mg/l gồm có 65% là cặn hữu cơ có thể phân hủy.

-Thời gian lưu của bùn hoạt tính Oc=15 ngày

-Nồng độ bùn hoạt tính lơ lửng X=3000mg/l

-Độ tro bùn hoạt tính (đối với làm thoáng kéo dài) Z=0.35(65% là bùn hoạt tính)

-Hệ số sản lượng Y=0.6mg/lVSS/mg BOD

-Hệ số phân hủy nội bào Kd=0.055 ngày -1

-Tải trọng khối,tính theo lượng BOD trên một đơn vị thể tích Aeroten 0.08-:0.24

kg BOD5/m3.ngày

-Nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn Ct=10000 mg/l,trong đó C=7000mg/l là cặn

bay hơi

Hiệu quả làm sạch

(S0 - S) (600 – 10.58)

E = = x 100 = 98.2%

S0 600

-Lượng cặn dư phải xả ra hàng ngaỳ sau khi hệ thống hoạt động ổn định

Pxả =51.1 kg/ngày

-Lượng bùn xả ra hằng ngày Qw từ đáy bể lắng theo đường tuần hoàn bùn

Qw =5.6m3/ngđ)

-Hệ số tuần hoàn bỏ qua lượng bùn hoạt tính tăng lên trong bể

Lượng bùn tuần hoàn trong bể Aeroten Qt=5.6m3/h

Lượng oxi cần thiết trong điều kiện thực tế OCt = 133(kg O2/ngđ)

Lượng không khí cần :Qk=398(m3/giờ)

Các thiết bị chính kèm theo

Máy thổi khí bể Aeroten LT 0204-01/02



Lưu lượng 7.35 m3/min

Công suất 9.57 kw

Số vòng quay 1750 v/phút

-Hệ thống phân phối khí bể Aeroten

-Hệ thống phân phối nước bể Aeroten

-Hệ thống thu nước bể Aeroten

-Đĩa khuyếch tán bọt khí vào trong nước tại bể Aeroten

Đường kính :225mm

Lưu lượng :4.8 -7m3/h

Nước thải sau khi được xử lý qua bể UASB,nhờ sự chêch lệch mức nước

mà nước từ bể UASB sẽ chảy tràn sang bể Aeroten. Lúc này các chất lơ lửng và

một số chất rắn chưa phải dạng hòa tan. Các chât lơ lửng làm nơi vi khuẩn bám

vào để cư trú,sinh sản và phát triển dần thành các hạt cặn bông. Các hạt cặn này

dần dần to và lơ lửng trong nước (đây cũng chính là bùn hoạt tính). Nó có màu

nâu sẫm ,có chứa các chất hữu cơ hấp phụ từ nước thải và là nơi trú ngụ cho các

vi khuẩn ,cùng các sinh vật bậc thấp khác như nguyên sinh động vật.

Trong nước thải có những chất hữu cơ hòa tan, loại hợp chất dễ bị vi sinh

vật phân hủy nhất. Ngoài ra, còn có hợp chất hữu cơ khó bị phân hủy hoặc chưa

hòa tan, ở dạng keo có cấu trúc phức tạp nên cần vi khuẩn tiết ra enzim ngoại

bào phân hủy thành những chất đơn giản hơn để thẩm thấu qua màng tế bào và

bị oxi hóa tiếp thành sản phẩm, cung cấp vật liệu cho tế bào hoặc sản phẩm cuối

cùng là CO2 và H2O.

Quá trình oxi hóa các chất hữu cơ ơ bể Aeroten trải qua 3 giai đoạn

-Giai đoạn 1: Tốc độ oxi hóa bằng tốc độ tiêu thụ oxi. Ở giai đoạn này bùn

hoạt tính hình thành và phát triển nên cần có hàm lượng oxi lớn đế vi sinh vật

sinh trưởng và phát triển. Nếu môi trường đầy đủ dinh dưỡng thì vi sinh vật tăng

lên theo cấp số nhân. Nên lượng oxi tiêu thụ cao.



-Giai đoạn 2:Vi sinh vật phát triển ổn định và tốc độ tiêu thụ oxi gần như

ít thay đổi. Ở giai đoạn này chất bẩn hữu cơ bị phân hủy nhiều nhất.

-Giai đoạn 3:Tốc độ oxi hóa có chiều hướng giảm .Đây là giai đoạn oxi

hóa các muối amon.

Lưu ý:

Sau khi oxi hóa được 80-95%BOD trong nước thải thì ta phải khuấy đảo hoặc

sục khí,nếu không bùn hoạt tính sẽ lắng xuống đáy,và khi lượng bùn cặn nhiều

thì ta phải tách bớt bùn ra khỏi bể,vì nếu không nước sẽ bị ô nhiễm thứ cấp.

Đồng thời ta cũng phải luôn kiểm soát hàm lượng dinh dưỡng nitơ và

photpho.

+ Nếu thiếu NH4+ kéo dài thì cản trở các quá trình sinh hóa còn làm cho

bùn hoạt tính khó lắng,các hạt bông bị phồng lên trôi nổi theo dòng nước ra làm

cho nước khó trong và chứa một lượng lớn vi sinh vật,làm giảm tốc độ cũng như

cường độ oxi hóa của chúng.

+ Nếu thiếu photppho thì vi sinh vật dạng sợi phát triển,và cũng làm cho

bùn hoạt tính lắng chậm và giảm hiệt quả xử lý.

Như vậy ta thấy nếu thiếu 2 nguồn dinh dưỡng trên thì sẽ ảnh hưởng tới

cấu tạo, mức độ phát triển cũng như cấu trúc di truyền của vi sinh vật. Còn nếu ta

dùng lại bùn hoạt tính nhiều lần thì sẽ làm giảm hiệu quả xử lý nước thải.

3.1.4 Nước thải trong bể lăng

Nhiệm vụ :

Tách bùn hoạt tính ra khỏi hỗn hợp nước thải,làm cho nguồn nước trong

và chảy tiếp sang bể khử trùng, đồng thời làm đặc bùn ở đáy bể đến nồng độ

mong muốn để tuần hoàn một phần bùn trở lại bể Aeroten.



Các thông số liên quan đến bể lắng

STT Thống số ĐV Tính Giá trị


2 Kích thước bể L x W x H m 3.5m x 3.5m x 5m


4 Thể tích chứa m3 58.8

5 Vật liệu: Thép CT3 trong phủ Epoxy,ngoài phủ sơn chống rỉ

* Các thiết bị chính kèm theo

- Hệ thống phân phối nước vào

Lưu lượng 3.65 m3/h

Vật liệu PVC

- Hệ thống thu nước và tấm chắn bọt

Lưu lượng 2.08 m3/h

Vật liệu PVC

-Bộ hút váng nổi


Vật liệu PVC

-Bộ hút bùn tuần hoàn SP05-01/02

Lưu lượng 2m3/h

Vật liệu Thép không gỉ ,nhựa PVC

-Bơm bùn dư SP05-01

Lưu lượng 2m3/h

Công suất 0.4 kw

Vật liệu Gang

* Đánh giá hiện trạng nước trong bể lắng



Nước từ bể Aeroten sau khi được xử lý ,nước tự chảy tràn sang bể lắng

TK-106 ở đây diễn ra quá trình tách bùn hoạt tính và nước thải đã qua xử lý sinh

học ,lượng bùn hoạt tính phần lớn đựợc bơm tuần hoàn trở lại bể hiếu khí

Aeroten. Lượng bùn dư còn lại được bơm đến bể nén bùn TK-107 .

Còn nước thải sau khi lắng sẽ được chảy sang bể khử trùng TK-108 để

tiêu diệt hoàn toàn các vi sinh vật gây bệnh còn sót lại trong nước thải .

Khi tiến hành quan sát và đo giá trị pH của nước thải trong bể lắng :Ta

quan sát thấy nước có độ trong,không còn mùi . Độ pH của nước thải cũng ổn

định nằm trong khoảng 6.5 -8.

Như vậy nước đầu ra đã đạt quy chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT,giá trị C

cột B. Nước thải này có thể dùng tưới tiêu đồng ruộng.

3.2 Đánh giá tác động đến môi trường của nước thải

Để đánh giá chất lượng nước thải của nhà máy trước khi xả thải ra cống

thoát nước chung của thành phố sở tài nguyên và môi trương Hà Nội dã sử dụng

các phương pháp đánh giá bao gồm :

-Phương pháp đo nhanh các thông số tại hiện trường

-Phương pháp lấy mẫu phân tích và so sánh xem nước thải đầu ra đã đạt

cac quy chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT ,giá trị C cột B hay chưa .

a. Phương pháp đo nhanh các thông số tại hiện trường.

Kết quả đánh giá về sự thay đối của pH,nhiệt độ.

Nhận xét:

Kết quả từ phương pháp đo nhanh các thông số tại hiện trường cho thấy

giá trị pH và nhiệt độ không có sự biến động nhiều.

-Giá trị pH ở bể lắng vẫn đạt 6.8 - 7.4.

-Nhiệt độ nước thải ở bể lắng vẫn đạt từ 30 - 35.



Tuy nhiên nhiệt độ vào mùa sản xuất nhiều thường từ tháng 5 đến tháng

10 thì cũng có sự thay đổi nhưng thay đổi không đáng kể. Nhiệt độ lên cao nhất

chỉ đến 500c.

b. Phương pháp lấy mẫu phân tích và so sánh .

Sau khi lấy mẫu nước thải ở trạm xử lý tập trung phân tích các giá trị

COD,BOD5,N,P thì ta thấy như sau:

Khi nhà máy sản xuất nhiều ,hệ thống xử lý không triệt để thì các chỉ tiêu

COD,BOD5 đôi khi còn cao. Còn tổng N,P vẫn ổn định. Nhưng nhìn chung nước

thải đều đạt các quy chuẩn cho phép.

Thông

số

Đơn vị Nước thải

đầu vào

Nước thải

sau bể

UASB

Nước thải

sau bể

Aeroten

QCVN

24:2009/BTNMT

giá trị C cột B

pH 6,7 – 7.93 6.5 – 7.3 6.5 - 8 5.5 – 9

COD mg/l 200 - 2500 850 - 920 85 - 105 100

BOD5 mg/l 1300 –

1550

450 - 610 35 - 55 50

N(NH4+) mg/l 35 - 47 35 - 40 28 - 32 30

P(PO43-) mg/l 12 - 16 4.5 – 6.5 5.67 – 6.03 6

Nhận Xét:

Sau khi nhà máy áp dụng công nghệ xử lý nước thải bằng hệ thống xử lý

liên hợp yếm khí và hiếu khí,thì cho thấy hiệu quả khử BOD,COD trong hệ

thống này có thể đạt tới 95%. Ngoài ra hệ thống này hoạt động ổn định,khả năng

tự động hóa cao,giá thành hạ và hợp khối được công trình,tiết kiệm diện tích xây

dựng và chi phí xử lý. Nâng cao hiệu quả kinh tế cho công ty.



3.3. Đề xuất một số giải pháp xử lý nguồn nước thải của công ty có hiệu quả

Nhìn chung của nhà máy bia HaDo sau quá trình xử lý nước thải đầu ra

đều đạt quy chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT giá trị C cột B.

Tuy nhiên bên cạnh đó còn nhiều vấn đề môi trường liên quan cần được

giải quyết triệt để hơn. Sau đây là một số giải pháp :

♦ Giải pháp thứ nhất :

Hệ thống đường ống ,cống rãnh thoát nước của nhà máy cần được làm to

hơn nữa (kích thước có thể gấp 1.5 lần).

Mục đích: Giúp cho việc thoát nước từ các xưởng sản xuất đến trạm xử lý trung

tâm tốt hơn,nhanh hơn,không còn hiện tượng nước bị chảy tràn ra ngoài mặt

đường của công ty lúc sản xuất nhiều và khi mùa mưa tới.

Nước làm mát thiết bị (nếu không tham gia vào chu trình hở) nước mưa

không ô nhiễm được thải vào hệ thống riêng hoặc có thể sử dụng. Nước mưa bị

ô nhiễm được đưa đến trạm xử lý.

Nước có nồng độ nhiễm bẩn cao hay có chất ô nhiễm đặc biệt được thu

gom riêng.

Cần có bể chứa nước khi mùa giông bão đến và mùa sản xuất nhiều để có

thể chứa nước thải trong vài giờ ,thậm trí là vài ngày nếu hệ thống xử lý chưa

kịp.

Nước trước khi đi vào xử lí sinh học cần phải được làm đồng nhất tại bể

điều hòa và bể điều hòa phải đủ lớn để dự trữ nước trong vài giờ, có khi một vài

ngày.

Ta phải thường xuyên kiểm tra tỉ lệ BOD5:N:P trong các bể làm sao để

điều chỉnh tỷ lệ này luôn đảm bảo 100:5:1 để nồng độ N và P có trong nước thải

để việc xử lý có hiệu quả hơn.



Đồng thời cũng phải cần lưu ý đển giá trị pH, nhiệt độ và bổ sung giống vi

khuẩn trong các bể, để tạo bùn hoạt tính được tốt và giữ nồng độ bùn thích hợp ở

các bể xử lí .

♦ Giải pháp thứ 2:

Để tăng hiệu quả xử lí nước thải được tốt ( đặc biệt là việc xử lí BOD5 ,

COD, N, P tốt hơn) thì ta có những biện pháp như:

Loại bỏ COD ở xử lí bậc 3:

+ Hấp phụ trên than hoạt tính hay các chất hấp phụ khác. Nếu thêm bột

than hoạt tính thì với liều lượng là 10 – 50g/m3 nước thải ở giai đoạn xử lí sinh

học hiếu khí với bùn hoạt tính.

Đưa than vào giai đoạn này có hai mục đích: giảm mẫu nhiễm chất hữu cơ

không có khả năng phân hủy sinh học COD và các chất độc hại do vi khuẩn gây

ra. Tăng khối lượng riêng của bùn hoạt tính, dễ dang cho việc lắng bùn

+ Hoặc có thể dùng chất oxy hóa mạnh: Clo, Ozon.

Lọai bỏ N:

Để thu được hiệu xuất loại bỏ N sinh học cao ở các trạm xử lí phải đưa

thêm vào bể thoáng khí một vùng thiếu khí (anoxic). Vùng thiếu khí nhận bùn

tuần hoàn từ bể lắng. Bùn này được trộn với bùn hồi lưu và không được sục khí.

Hiệu xuất loại N sinh học thêm phương pháp này đạt tới 95% trong điều kiện tối ưu.

Loại bỏ P:

Có thể dùng vôi kết tủa đối với P, muối kết tủa trong thiết bị cô đặc thay

cho một phần bùn hồi lưu, sau đó phần bùn còn lại cho tuần hoàn va kích thích

đồng hóa P bằng bùn hoạt tính trong bể làm thoáng khí ( bể Aeroten)

♦ Giải pháp thứ 3:

Xử lí bùn cặn sau quá trình xử lí nước thải.

- Bùn cặn của nhà máy là hỗn hợp nước, cặn lăng có chứa nhiều chất hữu

cơ có khả năng phân hủy, dễ thối rữa và có các vi khuẩn có thể gây độc hại cho



môi trường. Do vậy để tận dụng tối đa nguồn thải từ bùn, thì bùn sau quá trình

xử lí có thể đem sấy khô bằng máy ép chân không, hoặc thiết bị sấy khô, sau đó

xử dụng làm phân bón, hoặc làm chất đốt.

- Đối với khí metan, sau quá trình xử lí yếm khí ta có thể thu hồi để làm

chất đốt.



Kết luậnViệc đánh giá hiện trạng nguồn nước thải của nhà máy bia HaDo trong

thời gian vừa qua, đã giúp em tìm hiểu được phần nào về tình trạng ô nhiễm

cũng như các biện pháp xử lí nước thải nói chung và nước thải của nhà máy nói

riêng.

Quá trình đánh giá đòi hỏi người kĩ thuật viên phải có kiến thức tổng hợp

sâu rộng, không chỉ giới hạn trong chuyên môn của mình mà còn liên quan tới

môi trường.

Hiện nay ngành công nghệ sản xuất bia ngày càng phát triển, nâng cao

hiệu quả sản xuất, điều đó có nghĩa là nguồn thải nó tạo ra là nhiều hơn trong

môi trường. Do đó việc xử lí nước có hàm lượng ô nhiễm cao như nước thải nhà

máy bia là một thách thức lớn.

Là một sinh viên ngành công nghệ sinh học em có nguyện vọng tìm hiểu

về lĩnh vực đầy mới mẻ và khó khăn này.

Em mong rằng trong thời gian không xa ngành công nghệ xử lí nước thải

sẽ phát triển mạnh mẽ nhằm kiểm soát được thực trạng ô nhiễm môi trường do

nước thải gây ra. Một môi trường trong sạch sẽ là tiền phát triển lớn mạnh của

một đất nước.

Đề nghị:

- Hiện nay do khối lượng nước thải ngày càng tăng lên có thể dẫn tới sự

quá tải công suất của một số thiết bị xử lí nước thải và bị chảy tràn ra

đường đi của công ty. Vì vậy công ty cần phải sửa lại hệ thống đường ống

thoát nước và cần có thêm bể chứa.

- Mặc dù công ty đã thành lập và đi vào sản xuất rất lâu, nhưng chưa có

cán bộ chuyên trách về môi trường hay xử lí về lĩnh vực nước thải. Nên công ty

cần phải đào tạo cán bộ chuyên trách về môi trường

ï¿½ï¿½m ï¿½ ï¿½ui.vietnamdoc.net/data/file/2015/thang04/11/danh... · title:...

Documents